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FWDM器件耦合系統(tǒng)解決方案
2020-04-21 17:21:29 來源:卓立漢光一、WDM技術(shù)及系統(tǒng)簡(jiǎn)介
WDM(Wavelength Division Multiplexing)波分復(fù)用技術(shù),在指單一光纖內(nèi)同步傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光波的信號(hào)復(fù)用傳輸技術(shù)。WDM系統(tǒng)在發(fā)送端,將不同規(guī)定波長(zhǎng)的光載波進(jìn)行合并,然后傳入單模光纖;在接收端,將再由分波器將不同波長(zhǎng)的光載波分開。由于不同波長(zhǎng)的載波是相互獨(dú)立的,所以可以完美解決雙向傳輸問題。如下圖1,是典型的WDM系統(tǒng)功能框架圖。
圖1 典型WDM系統(tǒng)功能框架圖WDM系統(tǒng),按其中通道容量分類,可分為如下兩類:
- 稀疏波分復(fù)用(CWDM):波長(zhǎng)間隔大,一般為20nm;
- 密集波分復(fù)用(DWDM):波長(zhǎng)間隔小,小于等于0.8nm;
WDM系統(tǒng),按硬件產(chǎn)品的工作原理分類,可分為如下三類
- 濾波片式(FWDM)
- 熔融拉錐式(FBW)
- 陣列波導(dǎo)光柵(AWG)
針對(duì)如上基于不同原理的三種常見波分復(fù)用器,其主要性能的規(guī)格特點(diǎn),如下表1所示:
表1 三種常見波分復(fù)用器主要技術(shù)特點(diǎn)比較器件類型
工作原理
特點(diǎn)
通道間隔/nm
通道數(shù)
串?dāng)_/dB
插入損耗/dB
主要特點(diǎn)
FWDM
干涉
插入損耗低
1~100
2~6
≤-25
1.5~3
路數(shù)少,不能調(diào)
FBW
場(chǎng)互耦
分光比可變
10~100
2(單模)
≤-45~10
0.2~0.5
通常只做2×2
AWG
干涉
已集成可重復(fù)
0.4、0.8、5
4、8、16、64、128
≤-35
3
溫度敏感
二、FWDM器件簡(jiǎn)介
FWDM通常稱為三端口波分復(fù)用器,由薄膜濾波器(TFF)構(gòu)成,TFF由幾十層不同材料、不同折射率和不同厚度的介質(zhì)膜組合而成。一層為高折射率,一層為低折射率,從而對(duì)一定的波長(zhǎng)范圍呈通帶,而對(duì)另外的波長(zhǎng)范圍呈阻帶,形成所要求的濾波特性。TFF工作原理如下圖2所示:
圖2 薄膜濾波器(TFF)工作原理該類介質(zhì)薄膜型波分復(fù)用器是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的小型化無源光器件,信號(hào)通帶平坦,插入損耗低,通路間隔度好。廣泛應(yīng)用于摻鉺光纖放大器、拉曼放大器和WDM光纖網(wǎng)絡(luò)中。實(shí)用型的該類復(fù)用器的典型結(jié)構(gòu)如下圖3所示:
圖3 介質(zhì)薄膜型波分復(fù)用器典型結(jié)構(gòu)三、FWDM器件的生產(chǎn)過程簡(jiǎn)介
FWDM器件的主要生產(chǎn)過程,由下列典型步驟構(gòu)成:
貼片→雙線調(diào)節(jié)→組裝與對(duì)光→半成品測(cè)試→封裝→成品測(cè)試→包裝→送檢→入庫(kù)
不同的器件廠家,在器件制作的過程中,根據(jù)具體的工藝過程和技術(shù)特點(diǎn),主要采用反射端耦合和透射端耦合兩類耦合方式。
四、卓立漢光在FWDM器件生產(chǎn)流程中能提供的解決方案
整體而言,F(xiàn)WDM耦合系統(tǒng)在產(chǎn)線上,具備如下主要功能:
- 人工上、下料
- 人工/自動(dòng)點(diǎn)膠
- 自動(dòng)耦合
針對(duì)不同器件生產(chǎn)廠商的產(chǎn)線特點(diǎn),卓立漢光向業(yè)內(nèi)用戶提供種類豐富、功能完整的自動(dòng)耦合及手動(dòng)耦合兩個(gè)系列的產(chǎn)線解決方案。
1. FWDM器件產(chǎn)線自動(dòng)耦合系統(tǒng)
卓立漢光提供的自動(dòng)耦合系統(tǒng),根據(jù)器件耦合位置的不同,又分為反射端耦合和透射端耦合兩個(gè)系列。
(1) 反射端耦合系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu),如下圖4所示。
圖4 反射端自動(dòng)耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)該系統(tǒng)的重要技術(shù)參數(shù),如下表2所示。
表2 反射端自動(dòng)耦合系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)關(guān)鍵參數(shù)
描述
自動(dòng)耦合時(shí)間
<10s
自動(dòng)直線滑臺(tái)微步
1μm
耦合重復(fù)性
<0.03dB
該系統(tǒng)的核心部件,是如下圖5所示的精密電動(dòng)滑臺(tái)。根據(jù)不同的器件規(guī)格,系統(tǒng)所配用的電動(dòng)滑臺(tái)在一定產(chǎn)品系列中可選,但典型的技術(shù)規(guī)格,如下表3所示。
圖5 自動(dòng)耦合系統(tǒng)(反射端耦合)中的核心電動(dòng)滑臺(tái)表3 反射端耦合系統(tǒng)核心電動(dòng)滑臺(tái)的主要技術(shù)規(guī)格
(2) 透射端耦合系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu),如下圖6所示。
圖6 透射端自動(dòng)耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)該系統(tǒng)的重要技術(shù)參數(shù),如下表4所示。
表4 透射端自動(dòng)耦合系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)關(guān)鍵參數(shù)
描述
自動(dòng)耦合時(shí)間
<10s
自動(dòng)直線滑臺(tái)微步
1μm
自動(dòng)角度滑臺(tái)微步
0.003°
耦合重復(fù)性
<0.03dB
該系統(tǒng)的核心部件,是如下圖7所示的精密電動(dòng)滑臺(tái)。根據(jù)不同的器件規(guī)格,系統(tǒng)所配用的電動(dòng)滑臺(tái)在一定產(chǎn)品系列中可選,但典型的技術(shù)規(guī)格,如下表5所示。
圖7 自動(dòng)耦合系統(tǒng)(透射端耦合)中的核心電動(dòng)滑臺(tái)表5 透射端耦合系統(tǒng)核心電動(dòng)滑臺(tái)的主要技術(shù)規(guī)格
2. FWDM器件產(chǎn)線手動(dòng)耦合系統(tǒng)
卓立漢光在提供自動(dòng)耦合系統(tǒng)的同時(shí),根據(jù)部分用戶的需求,也可以提供手動(dòng)耦合系統(tǒng),保證了FWDM器件產(chǎn)線適配耦合系統(tǒng)的靈活性,拓展了產(chǎn)品適用場(chǎng)景。
手動(dòng)耦合方案的典型架構(gòu),如下圖8所示。
圖8 手動(dòng)耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)該系統(tǒng)中的核心組件,是卓立漢光ZL系列多維手動(dòng)精密調(diào)節(jié)系統(tǒng),提供6個(gè)維度的獨(dú)立調(diào)節(jié)功能,能夠充分滿足產(chǎn)線耦合精度的要求。ZL系列的調(diào)節(jié)維度描述如下圖9所示,其主要技術(shù)規(guī)格如下表6所示。
圖9 ZL系列手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)架構(gòu)及可調(diào)維度說明表6 ZL系列手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要技術(shù)規(guī)格
3. 耦合系統(tǒng)的附件或組件
除了上述標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)耦合系統(tǒng)和手動(dòng)耦合系統(tǒng)之外,卓立漢光還同時(shí)提供產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)支撐該類耦合系統(tǒng)的高穩(wěn)定度光學(xué)平臺(tái)或高平整度不銹鋼臺(tái)面(面包板)。這些單品,可為不同用戶在完善產(chǎn)線硬件構(gòu)成方面提供周到全面的性能提升。所述各種常用附件分別如下圖10和圖11所示。
圖10 標(biāo)準(zhǔn)尺寸的高穩(wěn)定度氣浮光學(xué)平臺(tái)
圖11 不同尺寸的高平整度不銹鋼臺(tái)面(面包板)上述雙頻阻尼隔振平臺(tái)在輕負(fù)載情況下的振幅-頻率關(guān)系曲線,如下圖12所示。
圖12 輕負(fù)載情況下的振幅-頻率關(guān)系曲線
另外,針對(duì)部分希望自行組建耦合系統(tǒng)的用戶,若其產(chǎn)線應(yīng)用中,對(duì)耦合系統(tǒng)的調(diào)節(jié)頻率要求不高,卓立漢光通常推薦AK系列專用滑臺(tái)作為其自建耦合系統(tǒng)的核心滑臺(tái)。該系列產(chǎn)品的外觀,如下圖13所示。
圖13 用戶自建手動(dòng)耦合系統(tǒng)的核心組件--AK系列手動(dòng)滑臺(tái)綜上所述,針對(duì)光通訊領(lǐng)域內(nèi)重要的FWDM器件的產(chǎn)線制造,卓立漢光提供的標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)耦合系統(tǒng)和手動(dòng)耦合系統(tǒng),充分滿足了業(yè)內(nèi)廣大用戶的生產(chǎn)需求;同時(shí),為優(yōu)化耦合系統(tǒng)的性能或適應(yīng)少數(shù)用戶個(gè)性化訂單內(nèi)容,卓立漢光同時(shí)提供性能優(yōu)異的穩(wěn)定支撐系統(tǒng)和關(guān)鍵核心組件。盡心服務(wù)所有用戶,是卓立漢光不變的追求。
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