MEMS可調色散補償儀原理

　　本文介紹了一種基于MEMS的可調色散補償儀并詳細講述其工作原理，利用它可以實(shí)現真正的多信道色散補償。

　　色散管理是高數據率DWDM系統中一項極為重要的技術(shù)，尤其是對40Gbps系統，其數據傳輸質(zhì)量對色散十分敏感，在實(shí)際工作中經(jīng)常用色散補償光纖(DCF)對固定色散值進(jìn)行補償。

　　然而，DCF無(wú)法完全滿(mǎn)足40Gbps系統嚴格的公差要求。在這種高速傳輸中，傳輸信道中的色散會(huì )受每日溫差和季度溫差的影響而發(fā)生變化，這點(diǎn)必須加以考慮，因此需要采用可調色散補償儀對色散進(jìn)行精確控制。

　　1、MEMS色散補償儀

　　目前已有很多文獻介紹了多種不同的色散補償儀，但還沒(méi)有能對每個(gè)信道進(jìn)行獨立控制的多信道色散補償儀。我們在MEMS的基礎上采用衍射光柵技術(shù)構建了一款多信道可調色散補償儀，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗演示。

　　這種多信道可調色散補償儀由光陀螺、衍射光柵、透鏡和MEMS鏡組成，它的基本工作方式是，先將失真光信號分解為角頻分量，然后通過(guò)MEMS鏡對每個(gè)分量進(jìn)行移相處理以恢復信號波形。

　　2 、工作原理

　　來(lái)自單模光纖的輸入光線(xiàn)首先經(jīng)過(guò)一塊透鏡進(jìn)行校準，然后送入衍射光柵中。隨后WDM信號被分離到單獨的信道里，同時(shí)衍射光柵將每個(gè)信號分解成角頻分量。另外有一塊透鏡將每束光線(xiàn)進(jìn)行聚焦再送入MEMS鏡，MEMS鏡分別對每個(gè)信號的光相位進(jìn)行修整，然后得出合適的色散值。此時(shí)光線(xiàn)再返回到透鏡和衍射光柵并耦合到光纖中，最后再由光陀螺將輸出分離出來(lái)(圖1)。

　　通過(guò)MEMS鏡間隔和光回路可對信道間隔進(jìn)行調整，我們設計中的信道間隔為3納米，不過(guò)可以很容易地將其調節為滿(mǎn)足ITU-T光傳輸標準的間隔。

　　在鏡陣列中，每面小鏡都裝有一個(gè)MEMS調節器，可單獨調節它的形狀。鏡面粗糙度對整個(gè)陣列的延遲特性有很大影響，我們優(yōu)化了鏡面生產(chǎn)工藝，成功地使表面粗糙度(包括鍍金層在內)在50納米以下。采用MEMS技術(shù)構建的這種補償儀可以補償40多個(gè)信道。