億源通新品 | 一種基于空間光學(xué)集成的空分復(fù)用的多核光纖扇入扇出器件

  ICC訊 從上世紀(jì)70年代光通信技術(shù)的誕生至今，隨著單根光纖的傳輸容量的增加，從10G/通道已經(jīng)增加到了100T/通道，并在通信技術(shù)上，分別先后誕生了電路時(shí)分復(fù)用技術(shù)（TDM）、波分復(fù)用（WDM）和光放大（EDFA）、數(shù)字相干技術(shù)等（圖1）。伴隨著容量的提升及輸入功率的增加，由于非線(xiàn)性香農(nóng)極限的影響，單模光纖的傳輸容量即將到達(dá)上限。基于此背景，研究人員提出了一種空分復(fù)用技術(shù)（SDM），并產(chǎn)生了一種多核光纖，其目的在于解決單根光纖的承載容量。

圖1 光通信系統(tǒng)中單根光纖容量的演變

  目前市面上常見(jiàn)的多核光纖（MCF）有2芯、4芯、7芯、8芯、19芯等（圖2），應(yīng)用于各種不同的場(chǎng)合，其中已經(jīng)有大量的報(bào)道，兩芯光纜已經(jīng)應(yīng)用于海纜中。作為下一代數(shù)據(jù)中心傳輸技術(shù)的升級(jí)，四芯光纖的應(yīng)用也越來(lái)越受到各開(kāi)發(fā)者的追捧，成為當(dāng)下炙手可熱的開(kāi)發(fā)趨勢(shì)。

圖2 MCF多核光纖的類(lèi)型

  據(jù)Business research insights預(yù)測(cè)，到2028年，MCF相關(guān)光纖的使用量將達(dá)到9.8543 Billion USD的市場(chǎng)規(guī)模，其中尤以4芯及7芯需求量居多。

圖3 多核光纖MCF全球市場(chǎng)容量

  在多芯光纖(MCF)的應(yīng)用中，空間多路復(fù)用器/解復(fù)用器被稱(chēng)為扇入/扇出(FIFO)器件，用于有效地將光從單個(gè)單模光纖耦合到多核光纖的每個(gè)核心，反之亦然。到目前為止，已經(jīng)報(bào)道了各種各樣的FIFO器件實(shí)現(xiàn)技術(shù)，但最常用的技術(shù)有: 1)熔融拉錐技術(shù)，2)3D波導(dǎo)技術(shù)；和3)自由空間光學(xué)技術(shù)。

  以上每種方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于具有小芯距的高密度MCF來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)低串?dāng)_(XT)仍然具有挑戰(zhàn)性。例如，在熔融拉錐光纖逐漸變細(xì)的方法中，F(xiàn)IFO器件可以通過(guò)逐漸變細(xì)單模光纖束來(lái)實(shí)現(xiàn)，但在變細(xì)過(guò)程中，每個(gè)芯的模場(chǎng)直徑(MFD)會(huì)增大，這可能會(huì)影響器件的性能導(dǎo)致相鄰纖芯之間會(huì)產(chǎn)生明顯的串?dāng)_。在3D波導(dǎo)方法下，直接飛秒激光刻寫(xiě)可能實(shí)現(xiàn)的最大折射率變化目前限制在0.007左右，并且在這種弱約束波導(dǎo)下很難實(shí)現(xiàn)低XT FIFO器件，但該方法的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)更多芯數(shù)的耦合?；谧杂煽臻g光學(xué)的FIFO器件具有低插入損耗和XT，需要精密控制各組件的精度及成熟的光學(xué)設(shè)計(jì)技能。

圖4 MCF FIFO器件實(shí)現(xiàn)技術(shù)

  億源通（HYC）基于自身強(qiáng)大的空間光學(xué)設(shè)計(jì)能力及成熟的精密耦合能力，提出了一種緊湊和低串?dāng)_XT的四芯 FIFO組件。通過(guò)精密的空間光學(xué)設(shè)計(jì)，利用透鏡、棱鏡等光學(xué)元件調(diào)節(jié)并優(yōu)化MCF與多個(gè)單芯光纖的耦合，實(shí)現(xiàn)耦合效率最優(yōu)，器件結(jié)構(gòu)緊湊，指標(biāo)均衡。間距在43um的FIFO器件具有低平均耦合損耗（＜0.5dB），低串?dāng)_（＞45dB），回波損耗（＞55dB）。

  隨著5G、AIGC、云計(jì)算等應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)光纖傳輸容量的需求也將日益增大，空分復(fù)用技術(shù)多芯光纖有望成為突破傳統(tǒng)單模光纖非線(xiàn)性香農(nóng)極限的最優(yōu)選擇。而扇入扇出FIFO器件是連接多核光纖MCF和單核光纖SMF的關(guān)鍵組件?；诂F(xiàn)有的核心技術(shù)平臺(tái)，億源通也即將推出更多通道的MCF FIFO器件，例如7CH、8CH、甚至19CH等。

  關(guān)于億源通科技

  億源通科技(HYC Co., Ltd，品牌“HYC”) 成立于2000年，通過(guò)20多年的研發(fā)投入與經(jīng)驗(yàn)沉淀，公司已是行業(yè)內(nèi)具有一定影響力的無(wú)源光通信器件ODM/JDM制造商，專(zhuān)注于為客戶(hù)提供一站式光通信無(wú)源器件設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、銷(xiāo)售與服務(wù)?？偛课挥趶V東清遠(yuǎn)市，在清遠(yuǎn)總部以及海外泰國(guó)均設(shè)立了制造基地，擁有光學(xué)模擬仿真技術(shù)、高精度模具注塑設(shè)計(jì)與制造能力、冷加工能力、膠水管控等核心技術(shù)能力，可為客戶(hù)提供光連接產(chǎn)品、PLC分路器、WDM波分復(fù)用器、高速收發(fā)模塊光組件以及微光學(xué)器件五大類(lèi)產(chǎn)品。更多信息可登錄其官網(wǎng)了解：https://cn.hyc-system.com/