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调谐激光器的优势

作者:英特尔公司光纤平台部门 Craig Thompson?? 2005年09月14日 ?? 收藏0

?????? 密集波分复用 (DWDM) 技术支持高信道数,是一种扩展电信网络容量以满足日益增长的需求的措施,既可靠又经济。然而,目前这些系统中使用的仍是固定波长和窄调谐范围的激光器,随着 DWDM 信道部署的增加,这将导致生产后勤和库存管理方面的负担不断加重。对于电信设备制造商而言,这些后勤问题使内部规划和供应工作变得越来越难以管理。然后此类问题将依次出现在整个供应链中,直到激光器供应商本身。

?????? 宽调谐范围的激光器采用的是基本构件技术,可以节省固定波长的激光器所带来的大部分开销,使供应更及时。虽然节省下来的开支可被设备制造商和运营商分享,但是模块供应商自己也可分一杯羹,从而生产出灵活、廉价的模块,并制定出外包线路卡解决方案,用于当前和下一代光网络系统。

?????? 若要让半导体激光器具有宽可调性,目前有 4 种主要方法,各有优缺点。方法如下:

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bsp;??? ·????????? 可调分布反馈式 (DFB) 激光器,这种激光器利用温度来调谐波长,也就是已广泛部署的固定波长 DFB 的变体。DFB 激光器的调谐范围很有限,以100GHz为间隔的信道数最多为8 个。

???????·?????????? 可调分布式布拉格反射镜 (DBR) 激光器,这种激光器的半导体二极管增益装置与波长调谐装置采用单片电路集成或混合电路集成,将可用的调谐范围扩展到了 40nm,超出了可调 DFB 激光器的调谐范围。虽然 DBR 激光器采用经过证实的成熟技术来集成调制元件,但其较低的输出功率经常需要放大,这会产生噪声。

???????·?????????? 外谐振腔激光器 (ECL),此类激光器的谐振腔的某一部分不在芯片中,只将二极管作为增益介质。激光二极管的一面已经涂层,以便作为高反射镜,而芯片另一面是激光输出和谐振腔调谐部分。ECL 具有很宽的调谐范围、非常高的输出功率、窄线宽和优异的频率稳定性。

???????·?????????? 可调 DFB 阵列,由一组调谐范围很窄的 DFB 激光器构成,每个激光器都采用不同的波段。由于采用了成熟的 DFB 技术,这些可调激光器可用于实现更宽的调谐范围。然而,这需要借助于其他可粗略选择波段的元件,如耦合器或 MEMS 设备。

?????? 这些可调激光器采用了成熟的技术,具有已经证实的电信级可靠性和质量。电信方面的开支已经使人们可以更注重可靠性测试、故障分析和生产设计。其结果就是制造出了高度可靠且可调的激光器,以使其在使用期间,在自身温度范围内具有更高的输出功率、出众的光谱纯度和优异的波长稳定性 — 性能甚至可以超过 DFB。例如,ECL 激光器具有优异的边模抑制比 (SMSR)、高偏振消光比 (PER) 和低相对强度噪声 (RIN),从而明显降低了高信道数系统中的干扰。这都是利用经济实用的 Fabry-Perot 激光二极管实现的,这种二极管使用寿命长,性能特点稳定、可靠。

?????? 宽调谐范围的激光器早已被视为高信道数的万能药,下一代光网络可以满足越来越多变、复杂的客户需求。建立彻底的、集成的全光传输和光交换体系结构的计划大多数都已搁置,但对可扩展光带宽的需求却仍在增长。

?????? 到目前为止,DWDM 仍然是用于扩展光网络容量的最佳技术。大多数设备制造商已不满足于信道数多于 64 的传输系统,都想让城域网设备甚至边缘设备具有 DWDM 接口。多业务提供平台 (MSPP) 和交换/路由选择设备正逐步采用 DWDM 接口,为运营商提供了更多的选择,使其可以灵活地扩建和管理网络。这使得对集中在 DWDM ITU 标准波长光栅上的光纤接口的需求不断增长,也迫使人们感到需要让这些接口更为标准、更为廉价,以及对其进行更好的管理。


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