10.4可调滤波器-Read.ppt

* 12 * 输入耦合器将第i个输入端的输入信号分成m份，它们在此经历的相位变化由输入波导到阵列光波导之间的距离din决定。 每一份光沿着不同的阵列波导传播，相邻的波导长度相差DL。同样，在输出耦合器中，每个分路的光到达第j个输出端口时还会引入一个相位变化，由dout决定。因此，光信号l从输入波导i经过第k个阵列波导到输出波导j所经历的相对相位延迟为： ng为阵列波导的群折射率。当等式右端为l的整数倍时，信号所有分支的相对相移为2p的整数倍，并且在j端口发生相长性干涉。根据上述描述，从i端口进入的其它波长将由另一个端口输出。 * n1和n2分别为星形耦合器和阵列波导的折射率 基于相位阵列的WDM器件 相邻波导 长度差DL 阵列波导光栅 AWG是MZI的扩展 N×N AWG工作原理 x d Lf AWG应用 1. 复用/解复用器 2. 波长路由选择开关：j个端口的li 会被交换到k端口 三个标号之间满足 (i-j) mod W = k W为系统波长总数 配合波长变换器可成为动态的波长路由选择器 关注的问题 1. 什么波分复用(WDM)技术？ 为什么要使用WDM技术？ 2. WDM系统中使用的无源器件 - 耦合器 - 马赫-曾德复用器 - 阵列波导光栅 - 光纤光栅 3. WDM系统中使用的有源器件 - 可调光源 - 可调滤波器 光栅：材料中的周期性扰动 光栅具有特殊性质：与波长相关的反射特性，这可以使用光栅方程描述： 不同波长的光具有不同的衍射角，因此它们在空间上被分开。 光纤光栅 紫外掩模写入法： 1. 用两束紫外光照射光纤并发生干涉 2. 掺锗的高光敏纤芯在光强部分折射率增加 3. 光栅永久写入光纤 光纤光栅工作原理 设两列波沿同一方向传播，如果传播常数b1和b2满足所谓的布拉格相位匹配条件： 一个波的能量可以耦合到另一个波上去。在光纤光栅中，假设传播常数为 b0 的光波射入光栅，如果满足条件： 则光波的能量可以耦合到沿传播方向相反的具有同一波长的反射光上去。将b0 = 2pneff/l0代入上式，可以得到会发生强烈反射的波长为： 光纤光栅工作原理示意 l1 l2 … ln l2 … ln l1 l1 l1 l1 l1 l1 l1 光纤光栅的应用 光滤波器 光分插复用器 色散补偿器 传感器：对温度敏感，随温度变化中心波长发生改变 温度6度的变化导致0.6 nm的中心波长的漂移 窄带滤波器 Dt 关注的问题 1. 什么波分复用(WDM)技术？为什么要使用WDM技术？ 2. WDM系统中使用的无源器件 - 耦合器 - 马赫-曾德复用器 - 阵列波导光栅 - 光纤光栅 3. WDM系统中使用的有源器件 - 可调光源 - 可调滤波器 10.3 可调谐光源 可调谐DFB： 1. 改变激光器的温度 使内置布拉格光栅中心频率漂移 2. 改变注入有源区、无源区的电流 实质是：改变有源区载流子浓度 使有效折射率发生改变，导致峰 值输出波长的漂移 可调谐范围 WDM系统中为避免邻近波长信道的串扰 可调范围取决于有效折射率的变化量 折射率1%的改变导致10~15 nm的调谐范围 那么，在LD可调范围内可容纳的波长信道数为 例 对于一个工作在1550 nm的DBR激光器，假定其最大折射 率改变为0.65%。则调谐范围是： 如果每个波长信道的调制速率为2.5 Gb/s，即占用谱宽为0.02 nm (1550 nm波长附近0.08 nm对应于10 GHz)，则该调谐范围 内可以容纳的信道数目是： 阵列可调激光器 宽带光源 + 频谱切割 关注的问题 1. 什么波分复用(WDM)技术？为什么要使用WDM技术？ 2. WDM系统中使用的无源器件 - 耦合器 - 马赫-曾德复用器 - 阵列波导光栅 - 光纤光栅 3. WDM系统中使用的有源器件 - 可调光源 - 可调滤波器 10.4 可调滤波器 参数： 1. 调谐范围 2. 滤波带宽 3. 调谐速度 (取决于应用场合) 4. 插入损耗 5. 对环境变化的敏感度 … … 可调滤波器的类型 1. 2×2 非对称可调方向耦合器：通过调节电极选择波长 2. 可调MZI：通过热光或电光控制改变干涉仪的臂长 调谐范围 60 nm 频谱分辨率 1 nm 频谱分辨率 0.4 nm 调谐时间 ~50 ns 对环境敏感 n 可调滤波器的类型 3. 光纤F-P滤波器：通过改变电介