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一、WDM技術及系統(tǒng)簡介
WDM（Wavelength Division Multiplexing）波分復用技術，在指單一光纖內(nèi)同步傳輸多個不同波長的光波的信號復用傳輸技術。WDM系統(tǒng)在發(fā)送端，將不同規(guī)定波長的光載波進行合并，然后傳入單模光纖；在接收端，將再由分波器將不同波長的光載波分開。由于不同波長的載波是相互獨立的，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：
- 稀疏波分復用（CWDM）：波長間隔大，一般為20nm；
- 密集波分復用（DWDM）：波長間隔小，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）
- 陣列波導光柵（AWG）
針對如上基于不同原理的三種常見波分復用器，其主要性能的規(guī)格特點，如下表1所示：
表1 三種常見波分復用器主要技術特點比較
器件類型 | 工作原理 | 特點 | 通道間隔/nm | 通道數(shù) | 串擾/dB | 插入損耗/dB | 主要特點 |
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 | 0.4、0.8、5 | 4、8、16、64、128 | ≤-35 | 3 | 溫度敏感 |
二、FWDM器件簡介
FWDM通常稱為三端口波分復用器，由薄膜濾波器（TFF）構成，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，從而對一定的波長范圍呈通帶，而對另外的波長范圍呈阻帶，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)薄膜型波分復用器是一種結構穩(wěn)定的小型化無源光器件，信號通帶平坦，插入損耗低，通路間隔度好。廣泛應用于摻鉺光纖放大器、拉曼放大器和WDM光纖網(wǎng)絡中。實用型的該類復用器的典型結構如下圖3所示：
圖3 介質(zhì)薄膜型波分復用器典型結構
三、FWDM器件的生產(chǎn)過程簡介
FWDM器件的主要生產(chǎn)過程，由下列典型步驟構成：
貼片→雙線調(diào)節(jié)→組裝與對光→半成品測試→封裝→成品測試→包裝→送檢→入庫
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特點，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/自動點膠
- 自動耦合
針對不同器件生產(chǎn)廠商的產(chǎn)線特點，卓立漢光向業(yè)內(nèi)用戶提供種類豐富、功能完整的自動耦合及手動耦合兩個系列的產(chǎn)線解決方案。
1. FWDM器件產(chǎn)線自動耦合系統(tǒng)
卓立漢光提供的自動耦合系統(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系列。
(1) 反射端耦合系統(tǒng)的典型結構，如下圖4所示。
圖4 反射端自動耦合系統(tǒng)的典型架構
該系統(tǒng)的重要技術參數(shù)，如下表2所示。
表2 反射端自動耦合系統(tǒng)的主要技術參數(shù)
關鍵參數(shù) | 描述 |
自動耦合時間 | ＜10s |
自動直線滑臺微步 | 1μm |
耦合重復性 | ＜0.03dB |
該系統(tǒng)的核心部件，是如下圖5所示的精密電動滑臺。根據(jù)不同的器件規(guī)格，系統(tǒng)所配用的電動滑臺在一定產(chǎn)品系列中可選，但典型的技術規(guī)格，如下表3所示。
圖5 自動耦合系統(tǒng)(反射端耦合)中的核心電動滑臺
表3 反射端耦合系統(tǒng)核心電動滑臺的主要技術規(guī)格
(2) 透射端耦合系統(tǒng)的典型結構，如下圖6所示。
圖6 透射端自動耦合系統(tǒng)的典型架構
該系統(tǒng)的重要技術參數(shù)，如下表4所示。
表4 透射端自動耦合系統(tǒng)的主要技術參數(shù)
關鍵參數(shù) | 描述 |
自動耦合時間 | ＜10s |
自動直線滑臺微步 | 1μm |
自動角度滑臺微步 | 0.003° |
耦合重復性 | ＜0.03dB |
該系統(tǒng)的核心部件，是如下圖7所示的精密電動滑臺。根據(jù)不同的器件規(guī)格，系統(tǒng)所配用的電動滑臺在一定產(chǎn)品系列中可選，但典型的技術規(guī)格，如下表5所示。
圖7 自動耦合系統(tǒng)(透射端耦合)中的核心電動滑臺
表5 透射端耦合系統(tǒng)核心電動滑臺的主要技術規(guī)格
2. FWDM器件產(chǎn)線手動耦合系統(tǒng)
卓立漢光在提供自動耦合系統(tǒng)的同時，根據(jù)部分用戶的需求，也可以提供手動耦合系統(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)品適用場景。
手動耦合方案的典型架構，如下圖8所示。
圖8 手動耦合系統(tǒng)的典型架構
該系統(tǒng)中的核心組件，是卓立漢光ZL系列多維手動精密調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提供6個維度的獨立調(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，其主要技術規(guī)格如下表6所示。
圖9 ZL系列手動調(diào)節(jié)系統(tǒng)架構及可調(diào)維度說明
表6 ZL系列手動調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要技術規(guī)格
3. 耦合系統(tǒng)的附件或組件
除了上述標準的自動耦合系統(tǒng)和手動耦合系統(tǒng)之外，卓立漢光還同時提供產(chǎn)線現(xiàn)場支撐該類耦合系統(tǒng)的高穩(wěn)定度光學平臺或高平整度不銹鋼臺面(面包板)。這些單品，可為不同用戶在完善產(chǎn)線硬件構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 標準尺寸的高穩(wěn)定度氣浮光學平臺
圖11 不同尺寸的高平整度不銹鋼臺面(面包板)
上述雙頻阻尼隔振平臺在輕負載情況下的振幅-頻率關系曲線，如下圖12所示。
圖12 輕負載情況下的振幅-頻率關系曲線
另外，針對部分希望自行組建耦合系統(tǒng)的用戶，若其產(chǎn)線應用中，對耦合系統(tǒng)的調(diào)節(jié)頻率要求不高，卓立漢光通常推薦AK系列專用滑臺作為其自建耦合系統(tǒng)的核心滑臺。該系列產(chǎn)品的外觀，如下圖13所示。
圖13 用戶自建手動耦合系統(tǒng)的核心組件--AK系列手動滑臺
綜上所述，針對光通訊領域內(nèi)重要的FWDM器件的產(chǎn)線制造，卓立漢光提供的標準化自動耦合系統(tǒng)和手動耦合系統(tǒng)，充分滿足了業(yè)內(nèi)廣大用戶的生產(chǎn)需求；同時，為優(yōu)化耦合系統(tǒng)的性能或適應少數(shù)用戶個性化訂單內(nèi)容，卓立漢光同時提供性能優(yōu)異的穩(wěn)定支撐系統(tǒng)和關鍵核心組件。盡心服務所有用戶，是卓立漢光不變的追求。
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