MEMS技术,全称为微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems),是一种将微电子与机械元件集成在一起的微型化技术。MEMS技术能够实现微型化的传感器、执行器和电子系统,广泛应用于各种高科技领域,如医学、自动化、通信等。
GTI滤波器,即级联光栅透镜(Graded Index Planar)滤波器,是光通信中用于波长选择的一种关键器件。它结合了光栅和透镜两种功能,能够实现对特定波长光信号的透射或反射。
波分复用(WDM)技术是光通信领域的一项重要技术,它通过将不同波长的光信号同时在同一根光纤中传输,大幅度提高光纤的数据传输容量。
波分复用器和解复用器是WDM系统的基础组件。波分复用器用于将多个光信号合并到一根光纤中传输,而解复用器则负责将这些信号分离出来。传统上,这些复用/解复用器都是静态器件,即它们的工作波长一旦设定就难以改变。
快速可调波长复用/解复用器的提出,是为了满足动态调整波长以适应不同需求的场景。快速可调复用/解复用器可以在极短的时间内改变其工作波长,以适应通信系统的变化需求。
光码分多址(OCDMA)技术是一种基于码分多址原理的光通信技术。它允许多个用户通过使用不同的编码在光域内同时进行通信。OCDMA技术的关键在于正交码的设计,正交码能保证不同的用户信号在解码时能够互相分离,互不干扰。
MEMS GTI滤波器结合了MEMS技术的微型化优势与GTI滤波器在波长选择方面的功能,实现了快速波长调谐。MEMS反射镜可以快速改变其位置,通过物理移动改变滤波器的波长响应。
在MEMS GTI滤波器的设计中,通过改变MEMS结构,可以实现周期性的输出波长,转换速率达到微秒级,比如10μs。这种快速的调谐能力使得滤波器能够在不同的波长之间迅速切换。
滤波器的群延迟波纹(GDR)是滤波器性能的一个重要指标,它描述了滤波器在通带范围内对不同频率信号传播时间的波动情况。较低的GDR值意味着滤波器能够在通带内提供均匀的时延,从而减少色散和确保信号质量。
在10G数据传输演示中,使用MEMS GTI滤波器进行复用/解复用操作时,功率损耗低于0.5dB。这表明滤波器的插入损耗相对较小,保持了较高的信号传输效率。
时间-波长二维OCDMA系统中的跳码试验是将光信号的码片时间与波长相结合,以实现更复杂的编码跳转。MEMS GTI滤波器的周期性波长调谐特性和快速调制能力,使得在异步正交码中实现波长周期位移成为可能。
MEMS GTI滤波器通过结合MEMS技术的快速调谐与GTI滤波器的精确波长选择能力,在光通信中提供了一种新的解决方案,尤其在动态变化需求的通信网络中显示出极大的应用潜力。它不仅提高了系统的QoS性能,还增强了网络的安全性,并为未来高速光通信网络的设计和实现提供了新的思路。