光纤通信中的全光器件研究

　　1.实现全光网的关键器件

　　目前为止全光网络设备还未完全进入商用化的阶段，究其原因主要是：一方面网络传输标准的发展未完善，另一方面则是由于光器件的技术发展也还待突破。从器件的角度来看，未来光网络设备与系统发展的关键器件包含了光开关、波分复用器、分插复用器、光交叉连接设备、可调式激光和可调式滤波器等。

　　光开关是新一代全光网络的关键器件，主要应用在光交换设备中，实现全光层次的路由选择、波长选择、光交叉连接、自愈保护等功能。在目前也是一个相当热门的研究领域。在实现光开关的众多技术之中，MEMS（Micro-electromechanical system）技术由于可在极小的晶片上排列大规模机械矩阵，解决了OXC发展中容量限制瓶颈的一大问题，同时在技术不断改进之后，MEMS开关的回应速度和可靠性也将大大提升。因此，从目前的情况来看，利用MEMS设计的OXC，极有可能成为今后OXC的主要发展方向。

　　采用可调式激光源，就可以1个激光器取代多个固定波长的激光器，同时备用品总共也只需要3至5个即可，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激光器、取样光栅耦合型反射式激光器和取样光栅DBR（Distributed Bragg Reflector）激光器。如图2所示，为一种基于布拉格反射系统的可调式激光源。它们的CW（Continuous Wave）调谐范围都大于40nm，最大可达100nm。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，它在未来光网络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器件，实现基于波长的通道分配。对于小于16个节点的光网路，利用可调激光器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器件。另外，利用可调式激光源，可实现光谱分析系统。目前，日本的Santec公司开发出了基于可调激光器的光谱分析扫描系统，能在2.5秒时间内完成40nm宽度的扫描，并且激光波长的精确控制可以达到1 picometer的测量分辨率。