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一、WDM技術及系統簡介
WDM（Wavelength Division Multiplexing）波分復用技術，在指單一光纖內同步傳輸多個不同波長的光波的信號復用傳輸技術。WDM系統在發送端，將不同規定波長的光載波進行合并，然后傳入單模光纖；在接收端，將再由分波器將不同波長的光載波分開。由于不同波長的載波是相互獨立的，所以可以完美解決雙向傳輸問題。如下圖1，是典型的WDM系統功能框架圖。
圖1 典型WDM系統功能框架圖
WDM系統，按其中通道容量分類，可分為如下兩類：
- 稀疏波分復用（CWDM）：波長間隔大，一般為20nm；
- 密集波分復用（DWDM）：波長間隔小，小于等于0.8nm；
WDM系統，按硬件產品的工作原理分類，可分為如下三類
- 濾波片式（FWDM）
- 熔融拉錐式（FBW）
- 陣列波導光柵（AWG）
針對如上基于不同原理的三種常見波分復用器，其主要性能的規格特點，如下表1所示：
表1 三種常見波分復用器主要技術特點比較
器件類型 | 工作原理 | 特點 | 通道間隔/nm | 通道數 | 串擾/dB | 插入損耗/dB | 主要特點 |
FWDM | 干涉 | 插入損耗低 | 1~100 | 2~6 | ≤-25 | 1.5~3 | 路數少，不能調 |
FBW | 場互耦 | 分光比可變 | 10~100 | 2（單模） | ≤-45~10 | 0.2~0.5 | 通常只做2×2 |
AWG | 干涉 | 已集成可重復 | 0.4、0.8、5 | 4、8、16、64、128 | ≤-35 | 3 | 溫度敏感 |
二、FWDM器件簡介
FWDM通常稱為三端口波分復用器，由薄膜濾波器（TFF）構成，TFF由幾十層不同材料、不同折射率和不同厚度的介質膜組合而成。一層為高折射率，一層為低折射率，從而對一定的波長范圍呈通帶，而對另外的波長范圍呈阻帶，形成所要求的濾波特性。TFF工作原理如下圖2所示：
圖2 薄膜濾波器(TFF)工作原理
該類介質薄膜型波分復用器是一種結構穩定的小型化無源光器件，信號通帶平坦，插入損耗低，通路間隔度好。廣泛應用于摻鉺光纖放大器、拉曼放大器和WDM光纖網絡中。實用型的該類復用器的典型結構如下圖3所示：
圖3 介質薄膜型波分復用器典型結構
三、FWDM器件的生產過程簡介
FWDM器件的主要生產過程，由下列典型步驟構成：
貼片→雙線調節→組裝與對光→半成品測試→封裝→成品測試→包裝→送檢→入庫
不同的器件廠家，在器件制作的過程中，根據具體的工藝過程和技術特點，主要采用反射端耦合和透射端耦合兩類耦合方式。
四、卓立漢光在FWDM器件生產流程中能提供的解決方案
整體而言，FWDM耦合系統在產線上，具備如下主要功能：
- 人工上、下料
- 人工/自動點膠
- 自動耦合
針對不同器件生產廠商的產線特點，卓立漢光向業內用戶提供種類豐富、功能完整的自動耦合及手動耦合兩個系列的產線解決方案。
1. FWDM器件產線自動耦合系統
卓立漢光提供的自動耦合系統，根據器件耦合位置的不同，又分為反射端耦合和透射端耦合兩個系列。
(1) 反射端耦合系統的典型結構，如下圖4所示。
圖4 反射端自動耦合系統的典型架構
該系統的重要技術參數，如下表2所示。
表2 反射端自動耦合系統的主要技術參數
關鍵參數 | 描述 |
自動耦合時間 | ＜10s |
自動直線滑臺微步 | 1μm |
耦合重復性 | ＜0.03dB |
該系統的核心部件，是如下圖5所示的精密電動滑臺。根據不同的器件規格，系統所配用的電動滑臺在一定產品系列中可選，但典型的技術規格，如下表3所示。
圖5 自動耦合系統(反射端耦合)中的核心電動滑臺
表3 反射端耦合系統核心電動滑臺的主要技術規格
(2) 透射端耦合系統的典型結構，如下圖6所示。
圖6 透射端自動耦合系統的典型架構
該系統的重要技術參數，如下表4所示。
表4 透射端自動耦合系統的主要技術參數
關鍵參數 | 描述 |
自動耦合時間 | ＜10s |
自動直線滑臺微步 | 1μm |
自動角度滑臺微步 | 0.003° |
耦合重復性 | ＜0.03dB |
該系統的核心部件，是如下圖7所示的精密電動滑臺。根據不同的器件規格，系統所配用的電動滑臺在一定產品系列中可選，但典型的技術規格，如下表5所示。
圖7 自動耦合系統(透射端耦合)中的核心電動滑臺
表5 透射端耦合系統核心電動滑臺的主要技術規格
2. FWDM器件產線手動耦合系統
卓立漢光在提供自動耦合系統的同時，根據部分用戶的需求，也可以提供手動耦合系統，保證了FWDM器件產線適配耦合系統的靈活性，拓展了產品適用場景。
手動耦合方案的典型架構，如下圖8所示。
圖8 手動耦合系統的典型架構
該系統中的核心組件，是卓立漢光ZL系列多維手動精密調節系統，提供6個維度的獨立調節功能，能夠充分滿足產線耦合精度的要求。ZL系列的調節維度描述如下圖9所示，其主要技術規格如下表6所示。
圖9 ZL系列手動調節系統架構及可調維度說明
表6 ZL系列手動調節系統主要技術規格
3. 耦合系統的附件或組件
除了上述標準的自動耦合系統和手動耦合系統之外，卓立漢光還同時提供產線現場支撐該類耦合系統的高穩定度光學平臺或高平整度不銹鋼臺面(面包板)。這些單品，可為不同用戶在完善產線硬件構成方面提供周到全面的性能提升。所述各種常用附件分別如下圖10和圖11所示。
圖10 標準尺寸的高穩定度氣浮光學平臺
圖11 不同尺寸的高平整度不銹鋼臺面(面包板)
上述雙頻阻尼隔振平臺在輕負載情況下的振幅-頻率關系曲線，如下圖12所示。
圖12 輕負載情況下的振幅-頻率關系曲線
另外，針對部分希望自行組建耦合系統的用戶，若其產線應用中，對耦合系統的調節頻率要求不高，卓立漢光通常推薦AK系列專用滑臺作為其自建耦合系統的核心滑臺。該系列產品的外觀，如下圖13所示。
圖13 用戶自建手動耦合系統的核心組件--AK系列手動滑臺
綜上所述，針對光通訊領域內重要的FWDM器件的產線制造，卓立漢光提供的標準化自動耦合系統和手動耦合系統，充分滿足了業內廣大用戶的生產需求；同時，為優化耦合系統的性能或適應少數用戶個性化訂單內容，卓立漢光同時提供性能優異的穩定支撐系統和關鍵核心組件。盡心服務所有用戶，是卓立漢光不變的追求。
