波長可調諧

波長可調諧是指雷射器發出的光的波長是可以調節的,根據需要調節雷射器的波長控制單元,使雷射器輸出波長發生變化,通常調節範圍在幾nm到幾十nm。

波長可調諧雷射器通常用在DWDM中需要提供保護的場合。當前DWDM技術發展迅速,系統中的波長數已經達到了上百個。如果使用固定波長雷射器對每個雷射器進行備份,則會導致雷射器數目增加,成本上升。而利用可調諧雷射器作為備份,由於其波長可變,一個雷射器可以對幾個波長甚至整個波段的波長進行備份,從而降低成本。特別是在可重構光分插復用(ROADM)技術中,可以根據網路中波長的使用情況,動態地選擇信號波長,從而以較低的成本實現動態的波長分配和使用,提升光網路的靈活性。

可調諧雷射器從實現技術上看主要分為3種:電流控制方式、溫度控制方式和機械控制方式。其中電流控制方式是通過改變注入電流實現波長的調諧,具有ns級調諧速度,較寬的調諧頻寬,但輸出功率較小,基於電流控制方式的主要有SG-DBR(採樣光柵分布布喇格反射)和GCSR(輔助光柵定向耦合背向取樣反射)雷射器。溫度控制方式是通過改變雷射器腔內溫度,從而使之發射不同的波長。該方式簡單,輸出功率高,波長穩定性好,但速度慢,需要幾秒的調諧穩定時間,可調頻寬窄,只有幾個nm。基於溫度控制方式的主要有DFB(分布反饋)和DBR(分布布喇格反射)雷射器。機械控制方式主要是基於MEMS(微機電系統)技術完成波長的選擇,具有較大的可調頻寬、較高的輸出功率。基於機械控制技術的主要有DFB(分布反饋)、ECL(外腔雷射器)和VCSEL(垂直腔表面發射雷射器)等結構。3種調諧方式對比參見下表。

調諧方式採用的結構調諧頻寬調諧速度輸出功率套用範圍
電流控制方式DBR、GCSR城域網、長途網
溫度控制方式DFB、DBR城域網、短途網
機械控制方式MEMS-DFB、ECL、VCSEL城域網、長途網

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