ICC訊 近年來，網絡視頻平臺業(yè)務的激增使得數(shù)據(jù)流量迅速增長，其已成為推動下一代通信技術發(fā)展的重要動力，同時也對通信容量提出了更高的要求。目前，通信容量提升的瓶頸主要在于5G通信中接入無線網的前傳(FrontHaul)部分。與核心網絡不同，前傳波分復用(WDM，用于提高光通信中的信道數(shù))網絡需要高性價比的網絡設備，其中低成本的WDM收發(fā)器至關重要，雖然其所需的可調諧激光技術已經發(fā)展成熟，但是可調諧濾波器尚未問世，因此低成本的可調諧光收發(fā)器仍然很難實現(xiàn)。

       針對以上研究現(xiàn)狀，韓國國立釜山大學Min-Cheol Oh教授領導的課題組在Photonics Research2021年第2期發(fā)表的文章中開發(fā)了一種高性能的集成光學可調諧濾波器，進而發(fā)明了一種適用于5G前傳網絡的集成可調諧光收發(fā)器。

  可調諧收發(fā)器原理圖。該收發(fā)器由基于聚合物波導布拉格反射光柵的可調諧激光器和可調諧濾波器組成。可調諧激光器包括安裝在聚合物波導末端的SLD增益芯片，以及安裝在波導另一端的布拉格光柵;可調諧濾波器分為兩級：傾斜布拉格光柵和模式分選Y分支

  研究人員采用聚合物光波導技術，將可調諧激光器和可調諧濾波器進行集成得到了緊湊型的可調諧光收發(fā)設備。一方面，聚合物熱光效應高，熱約束性強，可在較寬波長范圍內進行布拉格波長調諧;另一方面，新設計器件結構簡單，可以輕松實現(xiàn)波長控制以及大批量生產。此外，聚合物激光器和濾波器均含有不同結構的布拉格光柵，因此可以通過兼容工藝同時制造。為了設計適用于WDM系統(tǒng)的高性能可調濾波器件，研究人員嘗試了各種方法。

       最終，選用了非對稱Y分支結構以及傾斜布拉格光柵結合的方式，進而滿足5G前向回傳實際應用的全部需求。通過使用兩級傾斜布拉格光柵結構，大大抑制了相鄰信道的串擾，清晰地表明了此設備對于5G前向回傳光通信網絡的適用性。該課題組一直致力于成本低廉且可批量生產的聚合物集成光學器件的研究。尤其是由聚合物波導制成的布拉格光柵器件，只需通過集成式加熱器施加非常低的熱功率，便可高效調諧反射波長。將寬帶寬光源與作為外部結構的聚合物布拉格反射光柵對齊，便可得到可調諧激光器;將用于實現(xiàn)耦合正交模式的有傾斜角度的布拉格光柵和用于實現(xiàn)模式分選的非對稱Y分支結構相結合，便可得到可調諧濾波器。

       韓國國立釜山大學Min-Cheol Oh教授表示，該項工作介紹了一種性能優(yōu)良且可低成本大批量生產的聚合物波導制成的可調諧光收發(fā)器。在不久的將來，5G前向回傳網絡中將會采用該可調諧光收發(fā)器，并且還會進一步對WDM系統(tǒng)的整體性能進行測評，從而為將此新型聚合物可調諧光收發(fā)器部署到下一代WDM通信網絡中打下基礎。

  Tae-Hyun Park, Sung-Moon Kim, Eun-Su Lee, Min-Cheol Oh. Polymer waveguide tunable transceiver for photonic front-end in the 5G wireless network[J]. Photonics Research, 2021, 9(2): 02000181