一種動態可調諧的色散補償器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種動態可調諧的色散補償器，包括Ｇ－Ｔ腔、二片金屬環狀膜和電源，其中一片金屬環狀膜鍍在Ｇ－Ｔ腔的一片玻璃面內側，另一片金屬環狀膜鍍在Ｇ－Ｔ腔的另一片玻璃面內側或外側，電源用于為金屬環狀膜提供工作電源，光通過輸入光纖輸入到Ｇ－Ｔ腔中多次反射后由輸出光纖輸出。本實用新型專利技術利用金屬環狀膜之間的靜電引力作用使得Ｇ－Ｔ干涉儀的腔距發生改變，使光信號中不同的光譜分量所傳輸的光程不同，能夠產生周期性的色散效果。本實用新型專利技術可同時補償所有ＤＷＤＭ信道的色散，并且可以實現多個信道的同時補償。色散補償周期穩定，峰值可高精度微調。本實用新型專利技術具有結構簡單，穩定性好，響應速度快和潛在低成本等優點，符合下一代光通信系統動態色散補償需要。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于光纖傳輸系統中的色散補償處理領域，具體涉及一種 動態可調諧的色散補償器。
技術介紹
隨著光纖通信的迅速發展，用戶對通信容量的需求日益增加，信道速率不斷提升，未來每一用戶的通信容量需求將超過100Mbit/s。在這種需求 的推動下，作為現代長途干線通信主體的光纖通信一直在朝著高速率，大 容量和長距離的方向發展。在單信道速率不斷提升的同時，密集波分復用 技術也日趨成熟并商用化。隨著摻鉺光纖放大器的研制成功，光纖損耗對系統的傳輸距離不再起 主要限制作用，色散便上升為首要限制因素之一。對于10Gbit/s，光脈沖 寬度為50ps的系統，由于色散原因只能傳輸40km。 G. 652光纖的色散問題 已經成為對已有光纖通信系統進行升級的主要障礙。色散是由于在光纖中傳輸的光信號所包含不同成分的時間延遲不同而 產生的一種物理效應。由于光源發射進入光纖的光脈沖能量包含許多不同 頻率分量，脈沖的不同頻率分量將以不同的群速度傳輸，因而在傳輸過程 中必將出現脈沖展寬，即光纖色散。光纖色散包括模間色散，材料色散和 波導色散。G.652光纖產生的色散值為正，是反常色散，因此對其進行色散 補償的基本思想是將傳輸速率快的波長分量經歷較大的時延，傳輸速率慢 的波長的光經歷較小的時延。從而產生與之相反的色散，以實現色散補償。 目前較為常見的補償方案有下述幾種，但都存在一定的問題。基于壓 電陶瓷位移器的F-P色散補償器結構復雜，調節精度差；色散補償光纖法 易于升級但成本高；頻譜反轉法補償距離長，而技術成熟性差；色散支持 法傳輸成本低，但升級能力差。"F-P均衡器在色散補償中的應用"(龐然，光纖與電纜及其應用技術，1998年第4期)提供了一種F-P腔標準具的色散補償器件，其中光通過 輸入光纖入射進入F-P腔，多次反射后引入一定的色散補償量，通過輸出 光纖輸出。該技術應用于波分復用系統(WDM)時，可以利用重復周期對不 同信道進行色散補償。但此方案結構復雜，為了實現可調諧色散補償功能， 即根據入射光波長的不同來調整不同的色散補償量，需要利用壓電式傳感 器，即壓電陶瓷位移器來調節F-P腔的腔距，這樣就容易產生壓電陶瓷位 移器所帶來的蠕動效應和遲滯效應，很難精確快速達到調整目的。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種動態可調諧的色散補償器，該色散補 償器具有結構簡單和可靠性高的特點，能夠準確實現對色散的可調諧補償。本技術提供的一種動態可調諧的色散補償器，包括G-T腔，其特 征在于它還包括二片金屬環狀膜和電源，其中一片金屬環狀膜鍍在G-T 腔的一片玻璃面內側，另一片金屬環狀膜鍍在G-T腔的另一片玻璃面內側 或外側，電源用于為金屬環狀膜提供工作電源，光通過輸入光纖輸入到G-T 腔中多次反射后由輸出光纖輸出。光纖通信系統及技術的發展要求色散補償技術向著高補償效率，結構 簡單，高可靠性，使用方便，易于升級和擴容，器件小型化，降低成本等 方向發展。本技術色散補償器在腔距改變的條件下色散補償曲線的周 期變化較穩定。考慮正入射或者入射角比較小的情況下，相鄰兩束光的光 程差為2nd，而"=工，色散補償值D正比于腔距d。因此利用金屬環狀膜之間的靜電引力作用使得G-T干涉儀的腔距發生改變，使光信號中不同的光 譜分量所傳輸的光程不同，能夠產生周期性的色散效果。且當該色散周期 與信道間隔匹配時，本技術可同時補償所有DWDM信道的色散。從理論 和實驗來看，基于G-T標準具的色散補償器件能產生較大的色散量，并且 可以實現多個信道的同時補償。色散補償周期穩定，峰值可高精度微調。 而且本技術使用金屬環狀膜，具有結構簡單、穩定性好、響應速度快 和無需加熱等優點，避免了使用壓電陶瓷位移器帶來的制作工藝復雜、蠕 動效應和遲滯效應等問題。此外，本技術具有潛在低成本的特點，符 合下一代光通信系統動態色散補償的需要。附圖說明圖1為本技術色散補償器的結構示意圖(金屬膜相向方向放置)。 圖2為本技術色散補償器的另一種結構示意圖(金屬膜相同方向放置)。具體實施方式以下結合附圖和實例對本技術作進一步詳細的說明。 現有的色散補償器主要由f-p腔構成，光通過輸入光纖輸入到f-p腔 中多次反射后引入色散補償量，光線由輸出光纖輸出。由光學理論推導得 知，色散補償量與腔距，光線入射角和f-p腔兩端的鍍膜反射率有關。當a =(2ndcos" /m (m=l， 2， 3……)(n為空氣折射率，d為腔距,0為光 線入射角)時，反射光場強度最低，時延值最大，色散值為零。我們稱該 波長為諧振波長。在諧振波長附近，時延具有近似線性的上升沿和下降沿， 即小于諧振波長時標準具產生正色散，大于諧振波長時標準具產生負色散。 如圖l、 2所示，本技術色散補償器包括G-T腔1、 二片金屬環狀 膜4、 4'和電源5，其中一片金屬環狀膜4鍍在G-T腔1的一片玻璃面內 側，另一片金屬環狀膜4'鍍在G-T腔1的另一片玻璃面內側或外側，電源 5用于為金屬環狀膜4提供工作電源。光通過輸入光纖2輸入到G-T腔1中 多次反射后引入色散補償量，光線由輸出光纖3輸出。當在金屬環狀膜4 上加電壓時，由靜電引力效應可知，兩片金屬膜之間會產生靜電引力，與 金屬環狀膜粘貼在一起的G-T腔的玻璃片將隨之互相靠近或遠離，使腔距 發生變化，在腔內傳播的光波色散值也會發生變化。色散補償的諧振波長 和補償周期都是與腔距成正比的，這樣就可以由微小的腔距變化產生精確 的色散補償波長選擇。本技術利用靜電引力效應調整G-T腔的腔距，約在陶量級，就可 以達到同樣的可調諧色散補償結果，對G-T腔腔距的調整控制精確度極高。本技術的優勢還在于通過利用靜電引力，可以避免壓電陶瓷微位 移器帶來的蠕動效應和遲滯效應。其中蠕動效應使壓電陶瓷微位移器加上 電壓3-5分鐘后才能達到理想的形變，遲滯效應使壓電陶瓷微位移器上電 壓撤消后并不能回復最初狀態，而是依然會有一定量的形變，因此可重復 性差。而金屬膜之間的靜電引力作用實現非常迅速，完全沒有遲滯效應和 蠕動效應，腔距位移變化量與電壓成一一對應關系，重復精度優于10nm， 方便重復使用。在G-T腔距為1.5腿左右時，工作電壓在0-24v范圍內調 節，腔距的位移量可達lMm，諧振波長處色散數值變化為10ps/nm到 20ps/nm。由于色散周期為4朋/WcoW/;i = 2w;r (m為整數)，因此腔距的大 范圍改變可以增大色散補償周期，使得色散調節范圍足夠廣，令多個信道 同時受到補償。權利要求1、一種動態可調諧的色散補償器，包括G-T腔(1)，其特征在于它還包括二片金屬環狀膜(4、4’)和電源(5)，其中一片金屬環狀膜(4)鍍在G-T腔(1)的一片玻璃面內側，另一片金屬環狀膜(4’)鍍在G-T腔(1)的另一片玻璃面內側或外側，電源(5)用于為金屬環狀膜(4、4’)提供工作電源，光通過輸入光纖(2)輸入到G-T腔(1)中多次反射后由輸出光纖(3)輸出。專利摘要本技術公開了一種動態可調諧的色散補償器，包括G-T腔、二片金屬環狀膜和電源，其中一片金屬環狀膜鍍在G-T腔的一片玻璃面內側，另一片金屬環狀膜鍍在G-T腔的另一片玻璃面內側或外側，電源用于為金屬環狀膜提供工作電源，光通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種動態可調諧的色散補償器，包括Ｇ－Ｔ腔（１），其特征在于：它還包括二片金屬環狀膜（４、４’）和電源（５），其中一片金屬環狀膜（４）鍍在Ｇ－Ｔ腔（１）的一片玻璃面內側，另一片金屬環狀膜（４’）鍍在Ｇ－Ｔ腔（１）的另一片玻璃面內側或外側，電源（５）用于為金屬環狀膜（４、４’）提供工作電源，光通過輸入光纖（２）輸入到Ｇ－Ｔ腔（１）中多次反射后由輸出光纖（３）輸出。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王濤，李菁，劉德明，黃丹，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：實用新型
國別省市：83[中國|武漢]