光输出 有源区 图832三段式 DBR LD结构示意囝 相 16 段 0 口 =158m914 「 120 (a)四段式 DBR LD结构 AWavelength(nm) ab)取样光栅的反射着 图833四段式 DBR LD结构图
另外,在激光器结构中添加两个采样光栅也可以达到增大调谐范围的目的。 如图8.3.4所示为一个具有采样光栅的可调分布反馈激光器的示意图。两 个采样光栅制成彼此相互作用的可调光栅。在可调光栅中,器件产生的折 射率的变化会引起输出波长的更大变化。两个光栅产生出两套谱宽略微不 同的波长,通过改变调谐电流,可调整这两套波长,使当有一对峰彼此重 叠而相干加强时,其他峰之间发生干扰。用这种方法,谱宽调谐范围也可 以增加到100nm。 调谐电流 激光器电流 隔离阻挡层 激光输出 有源区 WWW 光栅1 光栅2 激光器端面 激光器端面 图8.3.4具有采样光栅的 DEB LD
另外，在激光器结构中添加两个采样光栅也可以达到增大调谐范围的目的。 如图8.3.4所示为一个具有采样光栅的可调分布反馈激光器的示意图。两 个采样光栅制成彼此相互作用的可调光栅。在可调光栅中，器件产生的折 射率的变化会引起输出波长的更大变化。两个光栅产生出两套谱宽略微不 同的波长，通过改变调谐电流，可调整这两套波长，使当有一对峰彼此重 叠而相干加强时，其他峰之间发生干扰。用这种方法，谱宽调谐范围也可 以增加到100nm
(2)集成腔激光器。 这是一种很有前景的可作为WDM系统光源的激光器,它既有很高的调谐速 度又能同时发射几个波长。图8.35为这种激光器的结构示意图。激光器内有 组有源介质作为放大器,这些介质共有一个解理腔镜。所有的放大器都被 连接到一个光复用器/滤波器上,滤波器只有一个输出端口,该端口与激光器 的第二个解理腔镜相连。这样,每一个增益介质(放大器)与光复用器的相 应通道以及激光器的两个解理腔镜就构成了一个子激光器,发射自己的波长 就可改变所发射的波长。据报道,这样的激光器的调谐速度不大于3ns 于是,整个激光器就发射很多波长,并且靠调节每个子激光器的增益介质 有源区 光山 光输出 LD腔镜 LD腔镜 图835集成腔激光器 图836光栅外腔激光器
（2）集成腔激光器。 这是一种很有前景的可作为WDM系统光源的激光器，它既有很高的调谐速 度又能同时发射几个波长。图8.3.5为这种激光器的结构示意图。激光器内有 一组有源介质作为放大器，这些介质共有一个解理腔镜。所有的放大器都被 连接到一个光复用器/滤波器上，滤波器只有一个输出端口，该端口与激光器 的第二个解理腔镜相连。这样，每一个增益介质（放大器）与光复用器的相 应通道以及激光器的两个解理腔镜就构成了一个子激光器，发射自己的波长。 于是，整个激光器就发射很多波长，并且靠调节每个子激光器的增益介质， 就可改变所发射的波长。据报道，这样的激光器的调谐速度不大于3ns
值得指出的是,可调谐外腔激光器也是一种成熟的商用光源,在宽带测试方 面是一个很重要的光源。这种激光器是采用一个衍射光栅作为谐振腔的一个 反射器。而激光器的主体部分是一个LD。LD的一个端面构成了激光器的另 个腔镜,见图8.3.6。LD面向光栅的端面上镀增透膜,该端面出射的激光 经光栅衍射后返回激光器。由于光栅对光波具有选择作用,这种具有外腔的 激光器可以单纵模工作,输出的激光的频谱宽度可以窄到几KHz。光栅的位 置可以移动,以改变它与LD之间的距离即改变腔长,进行粗调。通过转动光 栅,可以对波长进行微细调解。这种激光器获得了约80nm的波长可调谐范 围。但是,这种激光器的一个很大的缺点就是调谐速度很慢,大约在毫秒量 级。这远不能满足WDM系统的要求,这也是该种激光器不用作WDM光源而 只作为测试用光源的原因。另外,外腔激光器的噪声也较大,边模抑制比相 对较低
值得指出的是，可调谐外腔激光器也是一种成熟的商用光源，在宽带测试方 面是一个很重要的光源。这种激光器是采用一个衍射光栅作为谐振腔的一个 反射器。而激光器的主体部分是一个LD。LD的一个端面构成了激光器的另 一个腔镜，见图8.3.6。LD面向光栅的端面上镀增透膜，该端面出射的激光 经光栅衍射后返回激光器。由于光栅对光波具有选择作用，这种具有外腔的 激光器可以单纵模工作，输出的激光的频谱宽度可以窄到几KHz。光栅的位 置可以移动，以改变它与LD之间的距离即改变腔长，进行粗调。通过转动光 栅，可以对波长进行微细调解。这种激光器获得了约80nm的波长可调谐范 围。但是，这种激光器的一个很大的缺点就是调谐速度很慢，大约在毫秒量 级。这远不能满足WDM系统的要求，这也是该种激光器不用作WDM光源而 只作为测试用光源的原因。另外，外腔激光器的噪声也较大，边模抑制比相 对较低
8.32WDM系统中的接收机 WDM系统中的接收机同单信道系统接收机一样,担负着对信号进行光电转换 滤波、放大的任务。其中最重要的步骤就是光电转换。WDM系统的终端有解 复用器,将各个信道分离出来,送至接收机的各个光电二极管进行光电转换。 WDM系统对接收机有以下几点要求 (1)接收机必须能工作在复用波长所覆盖的范围上。如果系统工作在C波段 (1530nm~1565nm),那么,接收机的光电二极管也必须能工作在此范围。要 依据所工作的波段,合理选择光电二极管。从现在商用的P|N或APD的数据来 看,这个要求能够满足。但是必须注意,PN和APD的波长响应函数在整个工 作范围内并不平坦,即有些波长的响应大,有些波长的响应小。这样,虽然到 达接收机的各信道的信号一样大,但是光电二极管的电输出信号却随波长而异, 最终造成不同信道的信噪比不一样,影响系统的性能。必须尽可能地使接收机 中的光电二极管PN或APD的波长响应平坦化。 (2)接收机的灵敏度必须尽可能地高。与普通的单波长系统不同的是WDM系 统有多个波长存在,对接受机灵敏度有更高的要求。因为相邻的信道间有串扰 串扰的存在会降低该信道的信噪比。一个接收机在单波长系统中在给定的误码 率下,其灵敏度也许可以达到要求,但却不能保证在WDM系统和网络中也能满 足要求。要想达到相同的误码率,需要更高的信号功率,即存在功率代价问题。 所以,接收机的灵敏度要求比单个光波系统要高
8.3.2 WDM系统中的接收机 WDM系统中的接收机同单信道系统接收机一样,担负着对信号进行光电转换、 滤波、放大的任务。其中最重要的步骤就是光电转换。 WDM系统的终端有解 复用器,将各个信道分离出来,送至接收机的各个光电二极管进行光电转换。 WDM系统对接收机有以下几点要求: （1）接收机必须能工作在复用波长所覆盖的范围上。如果系统工作在C 波段 (1530nm~1565nm)，那么，接收机的光电二极管也必须能工作在此范围。要 依据所工作的波段，合理选择光电二极管。从现在商用的PIN或APD的数据来 看，这个要求能够满足。但是必须注意，PIN 和APD的波长响应函数在整个工 作范围内并不平坦，即有些波长的响应大，有些波长的响应小。这样，虽然到 达接收机的各信道的信号一样大，但是光电二极管的电输出信号却随波长而异， 最终造成不同信道的信噪比不一样，影响系统的性能。必须尽可能地使接收机 中的光电二极管PIN 或APD 的波长响应平坦化。 （2）接收机的灵敏度必须尽可能地高。与普通的单波长系统不同的是WDM系 统有多个波长存在，对接受机灵敏度有更高的要求。 因为相邻的信道间有串扰， 串扰的存在会降低该信道的信噪比。一个接收机在单波长系统中在给定的误码 率下, 其灵敏度也许可以达到要求,但却不能保证在WDM系统和网络中也能满 足要求。要想达到相同的误码率，需要更高的信号功率, 即存在功率代价问题。 所以，接收机的灵敏度要求比单个光波系统要高