可调式激光源(Tunable Laser)
目前的DWDM系统普遍已经达到32路,甚至40路波长波分复用,若在这种情形下使用固定波长的激光源,则40个波长就要搭配40个激光源,再加上每个波长都要准备3至5个备品,将形成庞大的成本负担,对于系统的可靠度也是挑战。如果采用可调式激光源,就可以1颗激光器取代多个固定波长之激光,同时备品总共也只需要3至5颗即可,大大的降低了系统成本。
能实现可调式的激光源主要有3种,即超周期结构光栅形DBR(SSGDBR)激光器、取样光栅耦合器反射器(GCSR)激光器和取样光栅DBR(SGDBR)激光器。它们的CW调谐范围都大于40nm,最大可达100nm。其中SGDBR和SSGDBR很容易与调制器集成。美加州大学在OFC’99上报道了EA调制器与宽调谐激光器的集成。激光器采用SGDBR结构,该集成光源的特性为:Ith为20mA,当注入电流为75mA时输出功率1.2mw,CW可调范围为41nm,可产生51个不同的波长信道,信道间隔100GHz,在整个调谐范围内SMSR>35dB,前后镜面的最大调谐电流分别为20.5和23.5mA,当偏压为-4.0V时所有波长上的消光比都大于22dB。
为了降低WDM光源的成本,日本NEC公司在一块晶片上制成了具有不同波长的DFB激光器/调制器集成光源。该器件的制作工艺有两大改进,一是采用了最近研制成的电场-大小-变化的电子束光刻技术,它能将光栅周期控制在0.0012nm范围内;二是窄条选择的MOVPE技术,可以控制每一信道上激光器有源层和调制器吸收层的带隙波长。激光器为MQW结构。所制成的集成器件在1.523μm~1.585μm的波长范围内有40个信道,间隔为200GHz,标准偏差0.39nm。具有很均匀的激射特性和调制特性,阈值电流10mA,-2V时的消光比为20dB,SMSR大于35dB,注入电流100mA时输出光功率大于4mw,3dB调制带宽为3.8GHz。该器件经2.5Gbit/s、600km的光纤传输后的功率代价小于1dB。
可调式激光技术目前发展并不成熟,大部分产品都处在实验室阶段或试用初期。首先必须在输出功率和调节范围之间做取舍;其次大部分产品还不适合大规模生产。另外如何以便捷的方法来测试如此多的波长,最后控制电路也是个问题,因此在这方面的研究还在进行。
可调式激光在未来光网路中的应用主要表现在动态波长分配,通过可调激光以及可调滤波器等主被动元件,实现基于波长的通道分配。对于小于16个节点的都会网路,利用可调激光可以提供简单可靠的光网络方案,而更大的网络架构可同时结合OXC。目前Alcatel和Marconi均已推出此类光网络方案。 |