Оптоволоконные линии связи
Доклад - Компьютеры, программирование
Другие доклады по предмету Компьютеры, программирование
)
Спектральная область25,6 нм
Число каналов60
Длина дисперсионного элемента6.1 мм
Расстояние между каналами
на входе звездного соединителя20 мкм
Порядок интерференции60
Разность длин оптического пути
двух соседних каналов63.1 мкм
Площадь устройства4,2 х 1,7 см2
Измеренные потери при передаче волокно - волокно составили 52 дБ, средний спектральный интервал между каналами - 199.5 ГГц, средняя ширина полосы каналов по уровню половины интенсивности - 44 ГГц. В пределах ширины полосы канала перекрестные помехи соответствовали 35 дБ.
В результате взаимного влияния каналов возникают аберрации. Для их уменьшения может быть использована корректирующая схема, которая оптимизирует положения фокусов звездных соединителей и длины каналов диспергирующей системы так, чтобы обеспечить более точное выполнение преобразования Фурье в звездных соединителях. Такой в мультиплексор может работать как N х N переключатель. Если к входам мультиплексора подсоединить N лазеров, каждый из которых перестраивается в пределах N длин волн, то любой из лазеров может быть соединен с любым выходным каналом.
Наряду с гребенчатыми волноводами в мультиплексорах используются заращенные или закрытые покровным слоем волноводы. В этих случаях применяются волноводы с сердцевиной, повышенный показатель преломления которой обеспечивается путем введения легирующих примесей, использования композиционных волноводов и др. Сердцевина канальных волноводов обычно имеет площадь 25...50 мкм2 и разность показателей преломления доли процента от n. Это обеспечивает малые потери при распространении излучения по волноводам (0,05...0,1 дБ/см) и при стыковке волноводов с волоконными световодами (~0,1 дБ).
Таблица 2.1 Экспериментальные и теоретические характеристики мультиплексоров
ПараметрыЭкспериментальные и теоретические* результатыЦентральная длина волны l0 (заданная величина ), мкм1,5476 (1,548)1,5521 (1,552)1,5498
(1,550)1,5496 (1,550)Спектральное разделение каналов Dl, нм1520,8 (100 гГц)0,4 (50 гГц)Число каналов8163264Разность длины пути DL, мкм12,850,36363Фокус звездного соединителя f, мм2.385,6811,3524.2Порядок дифракции m12475959Число каналов диспергирующей системы
30
60
100
160Потери на кристалле при l0, дБ2,42,32,13,1Ширина полосы на уровне 3 дБ6,3 нм (6,3 нм)0,74 нм (0,75 нм)40 ГГц (37 ГГц)19 ГГц (21 ГГц)Перекрестные помехи, дБ<-28<-29<-28<-27* Теоретические результаты даны в скобках
.
В таблице 2.1 приведены экспериментальные и теоретические характеристики мультиплексоров, изготовленных на основе канальных волноводов, размер сердцевины которых и разность показателей преломления составляют соответственно 7х7 мкм2 и 0,75 %.
Сравнение теоретических и экспериментальных результатов для различных видов мультиплексоров показывает, что такие характеристики, как центральная длина волны, число каналов, спектральный интервал между каналами и ширина полосы частот по уровню половинной мощности могут быть достаточно точно предсказаны с помощью метода лучевого распространения. Таким образом, волноводные спектральные мультиплексоры на основе SiO2/Si позволяют реализовать малые потери при передаче волокно - волокно и дают возможность объединять оптические схемы с электронными на основе Si.
Достижения в области создания волноводов на SiO2/Si с малыми потерями и ВСМ/Д на их основе сделали возможным изготовление надежных и экономичных модулей мультиплексоров для систем со спектральным уплотнением. Модули мультиплексоров 1х8 на основе SiO2/Si доведены до уровня коммерческой эксплуатации.
При работе мультиплексоров чрезвычайно важна стабилизация центральной длины волны, для чего требуется температурный контроль, который невозможен без знания температурной зависимости сдвига центральной длины волны. Поэтому для указанных модулей были проведены соответствующие испытания, причем наибольший интерес представляли такие параметры мультиплексора, как сдвиг центральной длины волны при изменении температуры, а также тепловая деградация. Испытания проводились как для устройств на открытых кристаллах, так и для модулей, заключенных в пластмассовый корпус. Модули были снабжены специальными нагревателями и температурными датчиками (термисторами). Протестированные модули имели следующие рабочие характеристики: вносимые потери < 10 дБ, интервал между каналами - 200 ГГц (1,6 нм), поляризационная чувствительность < 0,05 нм, зависимость потерь от поляризации <1 дБ при комнатной температуре. Потребляемая мощность составляла 5 Вт, размеры корпуса -100х55х17 мм3
Результаты испытаний модулей, заключенных в корпус, показали относительно малое изменение вносимых потерь (< 0,5 дБ ) после 950 часов работы при температуре 85С, а сдвиг центральной длины волны в течение тестирования оказался меньше 0,01 нм. Следовательно, данные модули могут надежно и стабильно использоваться даже в условиях высоких температур.
Волноводные спектральные мультиплексоры/демультиплексоры на InP. До недавнего времени ВСМ (фазары) на SiO2/Si демонстрировали лучшие эксплуатационные характеристики и казались наиболее подходящими для практического применения. Однако в последние время наблюдается значительный прогресс в области создания волноводных устройств на основе полупроводниковых соединений. Последние дают возможность интегрировать как пассивные, так и активные устройства на единой подложке. Так были изготовлены мультиплексоры на основе глубокой гребневой волноводной Рис.2.7<