MEMS-basierte variable optische Dämpfungsglieder

Es ist allgemein bekannt, dass Glasfaser-Dämpfungsglieder in der Glasfaserkommunikation als Testwerkzeuge für Glasfasern verwendet werden, um Leistungspegelreserven durch vorübergehendes Hinzufügen eines kalibrierten Signalverlusts zu testen, oder dauerhaft installiert werden, um Sender- und Empfängerpegel korrekt anzupassen. Je nach Stabilität werden sie in feste und variable Glasfaser-Dämpfungsglieder unterteilt. Variable Glasfaser-Dämpfungsglieder verwenden in der Regel einen variablen Neutraldichtefilter. Diese bieten die Vorteile von Stabilität, Wellenlängen- und Modusunempfindlichkeit sowie einem großen Dynamikbereich.

 

Angesichts des rapiden Anstiegs des Datenverkehrs in optischen Telekommunikationssystemen gibt es ein aktives Programm zur Entwicklung von Übertragungsgeräten für den Einsatz im Wellenlängenmultiplex (WDM), das sich zur gängigen Technologie entwickelt, um höhere Übertragungsgeschwindigkeiten und eine größere Anzahl von Signalkanälen zu ermöglichen. Es wurde vorgeschlagen, in den WDM-Systemen der Zukunft die wellenlängenbedingten Leistungsschwankungen zu verringern und die Übertragungsqualität zu verbessern, indem die Leistung nach dem Demultiplexen in die einzelnen Signalwellenlängen angepasst wird. Es ist vorgesehen, dass die derzeitige Methode, bei der die Leistung aller gemultiplexten optischen Signale durch einen einzigen variablen optischen Dämpfer (VOA) angepasst wird, einer Methode weicht, bei der für jede Wellenlänge ein VOA verwendet wird. Angesichts der Anzahl der gemultiplexten Wellenlängen erfordert diese Änderung erheblich kompaktere VOAs. Vor diesem Hintergrund wurde ein VOA auf Basis der MEMS-Technologie (Micro-Electromechanical System) entwickelt, dessen Dämpfungseigenschaften kaum von der Wellenlänge abhängig sind.

 

Als Eingang und Ausgang des hier entwickelten VOA wurde eine Singlemode-Faser verwendet, wobei eine Gradientenindexfaser mit demselben Durchmesser (125 µm) wie die SMF über eine bestimmte Länge fusionsgespleißt wurde, um eine optische Kopplung mit Linsenfunktion zu bilden. Die Spitze der GIF (Gradientenindexfaser) ist mit einer Antireflexbeschichtung versehen. Die GIF-Spitze ist schräg poliert, sodass der vom Ende der GIF austretende Lichtstrahl nicht auf die optische Achse der Faser ausgerichtet ist, sondern in einem Winkel dazu verläuft. Dieser abgewinkelte optische Strahl wird durch eine Blende unterbrochen, die durch tiefes reaktives Ionenätzen mit induktiv gekoppeltem Plasma hergestellt wurde. Der MEMS-Chip verwendet einen Silizium-auf-Isolator-Wafer, auf dem Blende, Aktuator und Faserrillen gleichzeitig durch ICP-DRIE hergestellt werden, gefolgt von einer Metalldampfabscheidung auf dem gesamten Chip.

 

Der Aktuator des MEMS-Chips ist kammartig, und das GIF wird mittels Klebstoff in den Faserrillen gehalten. Der MEMS-Chip mit diesem optischen GIF-Kopplungssystem wird mittels Klebstoff in einem hermetisch abgedichteten Gehäuse befestigt.

 

Variable optische MEMS-Dämpfungsglieder sind in drei verschiedenen Konfigurationen erhältlich. Die VA-Serie arbeitet mit Transmission, während die VP-Serie Reflexion zur Dämpfungsmodulation nutzt. Die VX-Serie ist die VP- bzw. VA-Serie in neuwertiger Kunststoffverpackung. Leistungsmäßig bietet die VP-Serie geringere Einfügungsdämpfungen und bessere polarisationsabhängige Dämpfungseigenschaften. Die VA-Serie hingegen ermöglicht eine einfachere Array-Integration und ist kostengünstiger.

 

FiberStore bietet ein komplettes Sortiment an variablen optischen Dämpfungsprüfgeräten. Diese werden häufig mit einer aktiven Systemkomponente kombiniert, um die optische Leistung eines Netzwerks auch bei Leistungsänderungen der Eingangssignale aufrechtzuerhalten. Unsere automatisch variablen optischen Dämpfungsglieder sind speziell für den Einsatz in DWDM-Netzwerken mit einzelnen Kanalquellenelementen wie Add/Drop-Sendern konzipiert. Die Kosten- und Leistungsmerkmale unserer automatisch variablen optischen Dämpfungsglieder sind speziell auf den Einsatz dieser Geräte in großen Mengen als Hauptkomponenten zur DWDM-Kanalstabilisierung ausgerichtet.