MEMS可调色散补偿仪原理

 

　　本文介绍了一种基于MEMS的可调色散补偿仪并详细讲述其工作原理，利用它可以实现真正的多信道色散补偿。

　　色散管理是高数据率DWDM系统中一项极为重要的技术，尤其是对40Gbps系统，其数据传输质量对色散十分敏感，在实际工作中经常用色散补偿光纤(DCF)对固定色散值进行补偿。

　　然而，DCF无法完全满足40Gbps系统严格的公差要求。在这种高速传输中，传输信道中的色散会受每日温差和季度温差的影响而发生变化，这点必须加以考虑，因此需要采用可调色散补偿仪对色散进行精确控制。

　　1 MEMS色散补偿仪

　　目前已有很多文献介绍了多种不同的色散补偿仪，但还没有能对每个信道进行独立控制的多信道色散补偿仪。我们在MEMS的基础上采用衍射光栅技术构建了一款多信道可调色散补偿仪，并经过实验演示。

　　这种多信道可调色散补偿仪由光陀螺、衍射光栅、透镜和MEMS镜组成，它的基本工作方式是，先将失真光信号分解为角频分量，然后通过MEMS镜对每个分量进行移相处理以恢复信号波形。

　　2 工作原理

　　来自单模光纤的输入光线首先经过一块透镜进行校准，然后送入衍射光栅中。随后WDM信号被分离到单独的信道里，同时衍射光栅将每个信号分解成角频分量。另外有一块透镜将每束光线进行聚焦再送入MEMS镜，MEMS镜分别对每个信号的光相位进行修整，然后得出合适的色散值。此时光线再返回到透镜和衍射光栅并耦合到光纤中，最后再由光陀螺将输出分离出来(图1)。

　　通过MEMS镜间隔和光回路可对信道间隔进行调整，我们设计中的信道间隔为3纳米，不过可以很容易地将其调节为满足ITU-T光传输标准的间隔。

　　在镜阵列中，每面小镜都装有一个MEMS调节器，可单独调节它的形状。镜面粗糙度对整个阵列的延迟特性有很大影响，我们优化了镜面生产工艺，成功地使表面粗糙度(包括镀金层在内)在50纳米以下。采用MEMS技术构建的这种补偿仪可以补偿40多个信道。