DWDM系统中的光滤波技术 ---陈合达

　　密集波分复用光网络的不断演进带动节点器件技术飞速发展，光滤波技术作为其中的关键之一已不仅仅是原来狭义的复用／解复用器的概念，其涵盖的范畴越来越多，包括光分插复用(OADM)、光交叉连接(OXC)、增益平坦滤波(GFF)、色散补偿(DC)、泵浦合波器(PBC)、动态增益均衡器(DGE)、波长锁定器(Wave locker)等。滤波手段层出不穷，多腔介质膜滤波器(MDTFF)、阵列波导光栅(AWG)、光纤布拉格光栅(FBG)、熔融拉锥器件(FBT)、奇偶交错滤波器(Interleaver)，此外还有声光可调谐滤波器(AOTF)、闪耀光栅、全息光栅、全光纤 March-Zehnder干涉仪滤波器和全光纤F-P腔滤波器等。这些滤波技术随着人们追求的目标而不断变化，从窄信道间隔、大自由谱域(FSR)、高边模抑制比到现在的平顶(Fat-top)频响、动态可调谐、低色度色散和偏振模色散，各有市场，互相补充，长期共存。总之，在系统需求的刺激下，光滤波技术在不断进步。

　　主流光滤波技术

　　多腔介质膜光滤波器(MDTFF)

　　采用镀膜工艺的介质薄膜滤波器(TFF)是性能良好的带通滤波器，基于薄膜滤光片的器件可广泛用于多信道复用与解复用器以及光分插复用器(OADM)，同时还被广泛应用于光纤放大器的增益平坦、频带分割、G和L通道的分离、泵浦光的合波、波长监控和锁定等等。在新近出现的CWDM和BWDM网络中，薄膜滤光片技术是迄今为止唯一有实用价值的选择。目前最好的报道是，2002年Agere公司宣市推出基于薄膜滤波片技术的50GHz mux／demux产品，OFC’2002文献报导了信道间隔25GHz的介质薄膜滤波器。

　　阵列波导光栅(AWG)

　　AWG具有双向操作能力，可以实现光网络的诸多功能，如复用／解复用器、光波长路由器、多波长光源、光开关、色散补偿等。与其它类型的解复用器相比， AWG有如下优点：介入损耗小，串音低，可靠性高，加工要求较低，器件尺寸小。此外，AWG还比较容易与光放大器、半导体激光器等有源器件以及PLC型奇偶交错滤波器等无源器件结合，实现单片集成。所以，AWG在密集波分复用系统，尤其是在40波长以上的系统中，占据了绝对优势。

　　尽管 AWG器件已经商用，但国外(尤其是日本)对AWG的研究仍十分活跃，目前的研究方向主要集中在以下四个方面：

　　*多通道AWG的研制，尤其在OFG’2001会议上，首次报导了制作在6英寸硅基片上的 400个通道25GHz通道间隔的 AWG，该器件覆盖了C+L波段，充分利用了EDFA的常规增益带宽，介入损耗非常低(3．8-6．4dB)，相邻信道串扰为-20dB，远端串扰低于-30dB，可支持 4Tbit/s的传输；



陈合达
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　　光滤波技术的发展趋势

　　光滤波技术主要发展趋势包括：(1) 信道间隔向两个方向发展，超密集波分复用和粗波分复用各有市场。(2) 通带形状向平顶通带频响发展。(3) 对其它通道较强的抑制能力，陡峭的滚降特性，高隔离度。(4) 可调谐滤波器，信道间隔和带宽动态可调。(5) 向可编程方向发展。(6) 低色度色散和偏振膜色散。(7) 优良的时域特性，对光信号的损伤尽可能小。

　　从目前的情况看，在MUX/DEMUX(复用/解复用)应用方面，薄膜型滤波器仍是工艺最成熟、性能最稳定的产品，在市场上会保持其主导地位。

　　在OADM应用方面，尤其是固定波长的OADM，目前仍是薄膜型滤波器的天下；未来对其造成冲击的有FBG型OADM和SOA型的OADM，特别是在可调谐OADM的应用中。不过，在OXC和波长路由应用方面，由于薄膜型需要光开关等器件的配合，所以结构较复杂；相比之下，AWG可以很容易实现波长路由。据有关资料统计，在小于16通道的DWDM 滤波器中，薄膜技术占65%，AWG占25%，FBG占10%；而在大于16通道的模块制作中，薄膜技术占15%，AWG占65%，全息技术20%。由此统计结果可知，在现今薄膜技术仍是主流，而发展趋势是AWG技术。

　　此外，Interleaver的出现巧妙地解决了DWDM系统信道间隔不断细化同传统光学滤波技术之间的矛盾，是一种快速发展的很有前景的新型复用/解复用器件。