Polarisationserhaltende photonische Integration PM-Isolator WDM Hybridgerät 1550nm 1480nm 980nm

  Das PM Isolator + WDM Hybridgerät (kurz PM IWDM) ist ein Hybridgerät, das Polarisationserhaltungs-Isolatoren und Wellenlängen-Multiplexing (WDM)-Funktionalität in einem einzigen Gerät integriert. Es wird verwendet, um gleichzeitig Multiplexing/Demultiplexing und unidirektionale Isolation von Signal- und Pumpenlicht innerhalb einer einzigen Glasfaser durchzuführen. Das Produkt unterstützt mehrere Wellenlängenkombinationen, wie z. B. 1550/1480, 1550/1310, 1480/1550 und 1550/980 nm, und deckt typische C-Band-Signale sowie 1310 nm/1480 nm/980 nm Pumpenkonfigurationsanforderungen ab. Das Gerät bietet sowohl ein- als auch zweistufige Isolationskonfigurationen, mit Signalkanal-Einfügedämpfung von nur ≤0,9 dB (einstufig) / ≤1,0 dB (zweistufig) und Pumpkanal-Einfügedämpfung von nur ≤0,5 dB (einstufig) / ≤0,8 dB (zweistufig), und verfügt über ein Extinktionsverhältnis von ≥21 dB und eine Direktivität von ≥55 dB. Der Pigtail kann aus SMF-28e oder PM1550/PM980 polarisationserhaltender Faser gefertigt sein, verpackt in einem φ5,5 * 38 mm Stahlrohr, geeignet für die Integration in kompakte Verstärkungsmodule und Instrumente.

  Auf Systemanwendungsebene richtet sich das PM IWDM hauptsächlich an Anwendungen wie Glasfaserverstärker (EDFA/Raman), polarisationserhaltende Glasfaserlaser und High-End-Glasfaserinstrumente. Für C-Band-EDFAs kann es gleichzeitig 1550-nm-Signale und 1480/980-nm-Pumpenlicht kombinieren und eine unidirektionale Isolation für den Signalkanal bieten, wodurch die Anzahl der Komponenten und Spleißverbindungen reduziert und die Struktur des Verstärkungsmoduls vereinfacht wird. In polarisationserhaltenden Glasfaserlasersystemen können das Seed-Quellensignal und die Pumpenquelle über IWDM in die aktive Faser eingespeist werden, und die Isolationsfunktion kann externe Reflexionen und Rückstreuung unterdrücken, was die Laserstabilität verbessert. In Glasfaser-Test- und Messgeräten kann es verwendet werden, um einen integrierten optischen Pfad "Quelle + Verstärkung + Isolation + Kopplung" zu erstellen, wodurch das gesamte System kompakter wird und Unsicherheiten durch Freistrahl oder Mehrkomponenten-Kaskadierung reduziert werden.

  In Bezug auf die Leistungsmerkmale bieten PM IWDMs Vorteile wie einen breiten Betriebswellenlängenbereich, geringe Dämpfung, hohe Isolation, hohes Extinktionsverhältnis und hohe Leistungshandhabung. Der Signalkanal arbeitet im 1528–1565 nm C-Band, mit entsprechenden Pumpenwellenlängen von 1450–1490 nm, 1270–1350 nm oder 965–995 nm, anpassbar an verschiedene Verstärkungs- und Laserlösungen. Die Signalkanal-Einfügedämpfung beträgt ≤0,9 dB für eine Stufe und ≤1,0 dB für zwei Stufen, während die Pumpkanal-Einfügedämpfung ≤0,5 dB für eine Stufe und ≤0,8 dB für zwei Stufen beträgt, was zur Aufrechterhaltung des Systemleistungsbudgets beiträgt. In Bezug auf die Isolation kann eine einstufige Struktur eine Isolation von ≥21 dB erreichen, und eine zweistufige Struktur eine Isolation von ≥36 dB. Die Pumpenübertragungsisolation beträgt ≥30 dB, und die Signalreflexionsisolation beträgt ≥15 dB, wodurch Rücklicht und Übersprechen effektiv unterdrückt werden. Das Extinktionsverhältnis beträgt ≥21 dB, die Direktivität beträgt ≥55 dB, und die maximale Leistungshandhabungskapazität beträgt ≤1000 mW, was Anwendungen mit mittlerer bis hoher Leistung unterstützt. Das Gerät arbeitet in einem Temperaturbereich von 0 bis +70 °C und hat einen Lagertemperaturbereich von -5 bis +75 °C, was eine ausgezeichnete Stabilität und Zuverlässigkeit unter Langzeitbetrieb und Umweltveränderungen zeigt.

  Aus Sicht der Systemintegration und des optischen Pfaddesigns eignen sich PM IWDMs ideal als Kernknotengeräte mit multifunktionalen Fähigkeiten. In einem typischen Verstärkungsmodul kann es am vorderen Ende einer aktiven Faser platziert werden: Das gemeinsame Ende empfängt Signallicht vom Hauptsystemlink, das Pumpenende empfängt 980/1480 nm Pumpenlicht, und das Durchgangsende gibt ein gemultiplextes Signal mit Isolationsschutz aus, wodurch eine integrierte "Isolation + Multiplexing"-Funktionalität erreicht wird. In einer Rückpumpstruktur kann eine Rückwärts-Pumpkonfiguration verwendet werden, um Pumpenlicht aus der entgegengesetzten Richtung einzuspeisen und gleichzeitig die Signalrichtung zu steuern. In mehrstufigen Verstärkungs- oder mehrsegmentigen aktiven Faserstrukturen können mehrere IWDM kaskadiert werden, um Pumpenquellen aus verschiedenen Stufen flexibel an verschiedenen Stellen einzuspeisen, und die Isolationssegmente isolieren effektiv Reflexionen und Rauschen zwischen den Verstärkungsstufen. Für modulare Geräte und Instrumente, die eine kompakte Struktur erfordern, können Ingenieure durch Auswahl des Pigtail-Typs (SMF oder PM), der Länge und der Ummantelung eine "Plug-and-Play"-optische Pfadintegration erreichen.

  Im Vergleich zur traditionellen Lösung "Standalone WDM + Standalone Isolator" bietet PM IWDM erhebliche Vorteile in Bezug auf strukturelle Vereinfachung, Verlustkontrolle, Polarisationserhaltung und Systemzuverlässigkeit. Erstens kombiniert die Hybridintegration zwei Schlüsselfunktionen in einem einzigen Gehäuse, wodurch Spleißverbindungen und Verbindungspunkte erheblich reduziert werden, die Montagekomplexität und die kumulative Einfügedämpfung gesenkt und gleichzeitig die Modulgröße reduziert wird. Zweitens verwendet im polarisationserhaltenden Konfigurationen der Signalkanal eine polarisationserhaltende PM1550-Faser, während der Pumpen- und gemeinsame Port PM980 oder andere polarisationserhaltende Fasern verwenden können, um sicherzustellen, dass das gesamte System die Polarisationskonsistenz und Vorhersagbarkeit bei der Durchführung von Multiplexing und Isolation beibehält, was es ideal für polarisationssensitive Verstärkungs- und Lasersysteme macht. Drittens erleichtern standardisierte Gerätespezifikationen (wie Isolation, Einfügedämpfung, Extinktionsverhältnis und Leistungshandhabung) die Modellierung in Link-Budgetierung und Simulation für Ingenieure. Durch flexible Bestellcodes können Benutzer das Gerät durch Signal-/Pumpenwellenlängenkombinationen (z. B. 1550/1480, 1550/1310, 1550/980), ein-/zweistufig, Vorwärts-/Rückwärts-Pumpen, Verpackungsmethode, Pigtail-Typ und -Länge, Steckertyp usw. anpassen, wodurch die gleiche Plattform an verschiedene Produkt- und Projektanforderungen angepasst werden kann.

  Insgesamt ist das PM Isolator + WDM Hybridgerät (PM IWDM) ein wichtiges integriertes passives Gerät für Glasfaserverstärker, polarisationserhaltende Glasfaserlaser und High-End-Glasfaserinstrumente. Durch die Integration von Wellenlängen-Multiplexing und optischer Isolation in einem einzigen Gehäuse erzielt es eine kompakte, ausgewogene und hochzuverlässige optische Pfadlösung. Es zeichnet sich durch einen breiten Betriebswellenlängenbereich, geringe Einfügedämpfung, hohe Isolation, hohes Extinktionsverhältnis und hohe Leistungshandhabung aus, während es gleichzeitig die Polarisationserhaltung und einfache technische Integration gewährleistet. Für Gerätehersteller und Systemintegratoren, die eine leistungsstarke Verstärkungs- und Pumpenverwaltung auf begrenztem Raum und mit einer begrenzten Anzahl von Geräten erreichen möchten, kann die richtige Auswahl und Bereitstellung von PM IWDM nicht nur die OSNR und Langzeitstabilität des Systems verbessern, sondern auch die Montagekomplexität und die Wartungskosten reduzieren und eine solide Gerätebasis für die nächste Generation hochintegrierter photonischer Systeme bieten.