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1、三波长高隔离度 WDM 的新进展摘要：本文简要分析介绍了 FTTH接入技术应用的核心之一光器件一一三端口高隔离度WD M的技术和成本难点。然后介绍了莱特尔公司和嘉隆科技有限公司开发三端口高隔离度WDM 器件的情况并给出了新产品的的主要技术指标。关键词：FTTH、三端口 WDM、高隔离度、无源光网络光纤通信的热点必然是光纤到户（FTTH）和FTTP，这是大家引颈期盼的。FTTH满足了数 据、语音、CATV等综合业务对高带宽的需求。通常采用1310/1490/1550nm三波长单纤三 向传输技术这种传输技术是将1550nm窗口用于下行模拟CATV传输，将无制冷1310nm 半导体激光二极管光源用于
2、众多的终端用户的上行传输，下行的数字传输改用 1490nm 窗口， 通过类WDM的方式将此三方向传输复用到一根光纤中，即三端口高隔离度WDM的技术。但F TTH 要得到普及，关键是降低接入成本。为进一步降低接入成本，采用单纤三向传输技术来实 现这种综合业务的传输已经逐渐成为 FTTH 技术发展的一个主流，这种传输技术采用了点对多 点传输方式，节省设备投资，局端设备和光纤用量大大减少，系统可靠性较高到目前为止,光纤到户 FTTH 在日本和欧美已得到广泛应用,共有用户约500 万,所用的三波 长高隔离度 WDM 也有所不同,如下表TypeJapanEuropeUSAParameterwavelen
3、ghtSpcwavelenghtSpcwavelenghtSpcInsertion losspassband1555+5mnl.OdB155010nm1. OdB131050nm1. OdBreflect131050nm1. OdB131050nm1. OdB155010nm1. OdB1490+lOnm1. OdB1490 lOnin1. OdB149010nm1. OdBIsolationpassband131050nm45dB131050nni45dB1500lOnm45dB149010mn45dB149010nm45dB1490+ lOnm45dBreflect15555nin45dB
4、1550 lOnm45dB131050nm45dBPDL0. ldB由上数据可以看出，无论是透射还是反射隔离度都要求45DB以上。如果用目前普通CWD M滤光片（Filter）的结构来生产三端口高隔离度WDM器件，难以实现高隔离度，因为现在的 镀膜技术还不够完善，滤波片单次透射隔离度可以达到-45dB以上，但单次反射隔离度还不到- 20dB。为提高反射隔离度很多公司做了大量的研发，各个公司有不同的办法,国内外高隔离度波 分复用器研究常见的有三种。图 1 插片型高隔离度波分复用器图 1 为了提高反射隔离度 ,在第一滤波膜片反射光经透镜聚焦到双光纤头第二根光纤之间再 插入一个很薄的滤波片(镀与第一
5、滤波膜片滤波相反的滤波膜),实现二次滤波，能产生更高反 射隔离度.此方法虽然能提高反射隔离度,但此时双光纤头端面与透镜之间有一玻璃片，即造成双 光纤头两根光纤距透镜光程不一致，因此这种结构的高隔离度波分复用器插入损耗会很大，且温 度稳定性较差。在国外厂家的生产中,插入损耗会大于1dB。此外薄滤波片的制作难度大，成 本昂贵。图 2 三叉式高隔离度波分复用器图 2 为三叉式高隔离度波分复用器，利用三个单独的准直器，使经过滤波片的入射光与反 射光分开，间距增大，以便在反射光路中再插一块滤波片来提高反射隔离度，这种结构复杂，调 试工艺难度大，成本高，且体积大。同样存在温度稳定性较差问题。其三是利用普通
6、波分复用器件的结构，只是在双光纤头端面一半镀增透膜,一半镀增透膜.此 方法看似可以,结构紧凑，但其实现起来相当困难,在镀一半时必须盖住另一半这是困难的,且两 半镀的膜厚薄不等,增透膜只有几层, 但分波膜有好几十层, 两根光纤端面膜层厚度相差悬殊,光 纤头端面就会有台阶面.由于目前镀膜工艺困难和复杂,虽然美国一家镀膜公司虽然宣称此镀膜 成功，但就这样的一根双光纤头售价$30 以上，而且无法大量生产，可见成品率极低。FTTH 要得到普及，关键是降低接入成本，制造成本低、性能好的器件是迫在眉睫。莱特尔 (lightel )和深圳嘉隆科技历经一年的开发时间，终于取得突破性成就，研发出新型、可大量 生产
7、的三端口高隔离度WDM器件，并申请了专利。下面简单介绍一下着这种新型三端口高隔 离度 WDM 器件。图3新型三端口高隔离度WDM图 3 新型三端口高隔离度 WDM 是利用将抛光后的两只半光纤头，并分别镀上不同类型的滤 光膜，并将两根镀有不同类型滤光膜的光纤头用一种先进的工艺拼装在一起，制成拼装式异质膜 双光纤头。此拼装式异质膜双光纤头具有非常好稳定性。如图 4 所示半光纤头。a）半光纤头图 4 拼装双光纤头b）拼装式异质膜双光纤头c）双光纤头端面一般而言拼装双光纤头一半光纤头镀增透膜，另一般镀有所需的滤光膜。莱特尔典型的日本 规格镀滤光膜的半光纤头光谱特性如下。TOI1K5D 1270 129
8、G 13 W .tI3S013E0 337O139D141D M3O14SO H70 490 1S10 153Q tlst)o o o o 12-3 !w厂 u uoEms 口一上述镀滤光膜的半光纤头制成的日本规格三波长高隔离度 WDM 器件光谱特性如下图莱特尔（lightel）和深圳嘉隆科技（UMEC）高隔离度WDM器件性能技术指标: 莱特尔（lightel）和深圳嘉隆科技（UMEC）高隔离度WDM器件技术优点：TypeJapanPa.raniRterWa.vftlengtliSpcInsertion lossPass belli d1555 + 5iiiii0.5clBReflect131
9、050niuG噩149010nuiC0.5c1BIsolotionMiss band131050niu50dB149010niu&50dBKeflect15555nui50dBPDL邇巧（IE1. 由于镀膜工艺简单化，能实现量产。因此可以成批地生产研磨半光纤头，再成批镀膜。目 前莱特尔半光纤头端面镀滤光膜一锅可镀 1500根以上，最多可达2000根。相对在一根双光 纤头镀异质膜成品率高的多。2. 温度特性和光学特性好。由于器件结构相对简单，再经过先进的制程，使器件的操作温度 达-40C到+85C。拼装式异膜双光纤头端面平齐，即两根光纤可同时到透镜的焦面上，插入损 耗可以很小（ILW0.5dB）；在反射光路中两次滤光，使器件反射隔离度能高于50 dB,甚至 到 60 dB 以上。3 .可以做到真正意义上低成本。镀膜和制程合格率高，制造成本相对较低。莱特尔（ l i g h te l ） 和深圳嘉隆科技（UMEC）的目标最终是每个高隔离度WDM器件售价是$40。参考文献1ZL200410074326.5 拼装式异膜双光纤头及其制作方法2ZL00240876.7 一种高隔离度波分复用器
