作者，浙江大學(xué) 宋軍博士
一、 光網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)：
    WDM－PON方面，前幾期的評論曾經(jīng)談到單跳網(wǎng)絡(luò)形式在相對較短的通訊傳輸網(wǎng)中以其特有的優(yōu)良透明度很受運營商青睞。特別的，當中心使用一個AWG器件的時候，利用器件在波長上可周期、線性調(diào)節(jié)的特性，大大簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效增大了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的吞吐量，同時運營成本也可以得到有效控制。但是也正是因為使用了AWG做中心器件，網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點收發(fā)器的數(shù)量將嚴格等于結(jié)點總數(shù)，這樣網(wǎng)絡(luò)喪失了容差能力，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性成為該技術(shù)應(yīng)用過程中最大的瓶頸。為了解決這個問題，通常應(yīng)用過程里，在核心結(jié)點和其他結(jié)點間需要加上耦合器或者分束器，然后將這些結(jié)點連接到同一個AWG端點上。但隨之而來又產(chǎn)生了另一個問題，就是如何有效解決數(shù)據(jù)包沖突的問題，特別當業(yè)務(wù)負載較高的時候，問題更加嚴重。對現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，加入介質(zhì)訪問控制（MAC）模塊似乎已經(jīng)是必須的了。但一旦這么做，系統(tǒng)成本無疑會成倍增加。本期來自NTT的研究者對此開展了很有成效的研究，通過在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置自動的沖突避免裝置，不再需要使用MAC，從而有效降低了運營成本（OPEX）。此外，對特定的數(shù)據(jù)包延遲要求，作者還提供了一種算法，最小化了耦合器數(shù)目（也就是進一步降低了OPEX）。
再來看最近談的最多的OCDMA技術(shù)，多次提到相干光通訊面臨的種種問題，因此在OCDMA應(yīng)用的時候，通常都假設(shè)光源是非相干的。當然這種假設(shè)事實上是不成立的，正如大家知道的，對一個理想非相干光源，相干時間是零，也就是帶寬無限大。而實際光源總是有著非零的相干時間（或有限大小的帶寬）。對非零的相干時間，當脈沖混合的時候，總會有拍頻現(xiàn)象出現(xiàn)。本期Purdue大學(xué)的Lehnert教授就對存在一定相干時間的光源，研究了其對OCDMA系統(tǒng)的性能影響。對使用存在放大自發(fā)輻射光源的發(fā)射器，作者測試比較了三種不同接收器的響應(yīng)情況。結(jié)果證明對特定的帶寬和傳輸速率，對最好的性能可以相應(yīng)得到一個最佳的光源帶寬要求。
多次提到光分組交換是目前光通訊諸多技術(shù)里相對最關(guān)鍵，但又是最不成熟的一個。提到該技術(shù)的研究狀況，必須提到由英國三所著名大學(xué)（Strathclyde, Essex和Cambridge）合作研究的兩個項目，即WASPNET計劃和OPSnet計劃。前者旨在解決將分組交換技術(shù)應(yīng)用于光通訊過程里需要面對的一系列關(guān)鍵問題，其核心框架還是立足于同步數(shù)字體系（SDH）；而后者則是在Gbit以太接入技術(shù)得到發(fā)展的基礎(chǔ)上開展的，是一種可變長度的非同步、高速、大容量光分組交換研究計劃。如果有關(guān)心光分組交換技術(shù)的朋友，強烈推薦閱讀發(fā)表在本期的OPSnet項目小組長達14頁的研究總結(jié)。其對立項目的、設(shè)計要求和模塊構(gòu)建等內(nèi)容都有很詳細的闡述。
本期還有一篇由中美研究者利用光纖中的參量非線性效應(yīng)，研制的可載入，也可擦除的光緩存的合作研究論文。首先其使用一個相敏放大器作為Sagnac干涉儀使用，實現(xiàn)參量增益。利用其和標準色散位移光纖的非線性相互作用，不需使用光學(xué)濾波和強度識別，就能在0和1之間實現(xiàn)信號穩(wěn)定。由于在信號增益的同時，也起到了穩(wěn)定作用，顯然這優(yōu)于通常的EDFA。外部信號寫入緩存區(qū)是利用交叉相位調(diào)制（XPM）效應(yīng)，特別由于其對輸入信號相位不敏感的特性，使得系統(tǒng)不需要對輸入信號進行相位追蹤。系統(tǒng)通過使用相位移動光環(huán)型反射鏡作為開關(guān)，也可以成功對緩存信號進行擦除，
二、 光集成：
在光器件實現(xiàn)平面光波集成（PLC）的過程里，有兩個重要的指標，一個是器件的緊湊性，一個是損耗。但這兩個指標往往是對立的，很難同時優(yōu)化。通常要降低器件對光纖的耦合損耗，最好使用二氧化硅（即玻璃材料）波導(dǎo)，但是當存在波導(dǎo)彎曲（如AWG器件的陣列波導(dǎo)）時，由于材料包層和芯層的折射率差非常小，因此必須使用較大的彎曲半徑，否則在彎曲處能量泄漏會非常嚴重。然而一般彎曲半徑大了，器件尺寸會明顯增加，因為這個原因，通常使用二氧化硅材料的光器件尺寸都在幾毫米，甚至幾厘米左右。而當使用SOI材料時，由于包層和芯層折射率差在2左右，非常的大，因此當有波導(dǎo)彎曲時，僅使用非常小的曲率半徑，就可以實現(xiàn)低損耗傳輸，器件可以做的非常緊湊。特別最近使用硅做芯層、空氣做包層的硅波導(dǎo)，已經(jīng)制作出了幾十納米大小的AWG。然而該類器件的一個致命弱點就是對光纖耦合損耗太大（且難封裝）。這兩者之間一個有效的結(jié)合是在使用二氧化硅材料的時候，在有彎曲的時候刻上空氣槽，這樣在彎曲的地方折射率差被增大到0.5左右，可以有效降低曲率半徑，獲得相對緊湊的器件結(jié)構(gòu)。然而實際也并不那么簡單，不同的槽形和位置都會對器件性能有重大的影響。本期來自MIT的研究者就對利用刻蝕漸變的空氣槽實現(xiàn)波導(dǎo)彎曲和分束做了深入的研究。
本期還有幾篇文章是關(guān)于光集成方面數(shù)值方法的研究：臺灣的研究者對脊形波導(dǎo)的偏振模提供了一種高效且精確的半矢量譜配置算法；Hosei大學(xué)的研究者對光波導(dǎo)分析中兩種常見的時域方法，即時域束傳播方法（TD-BPM）和時域有限差分方法（FDTD）做了一個詳盡的比較；對彎曲波導(dǎo)的損耗計算，加拿大的研究人員提供了一種高效的解析分析方法；Ghent大學(xué)的研究者利用周期性格林函數(shù)方法，提出了對二維光子晶體器件的一種快速電磁分析方法。
三、有源器件：
VCSEL激光器已在中短途通訊中得到了廣泛運用。但是關(guān)于其于光纖的耦合情況卻沒有被深入研究過。本期來自瑞士ETH的研究者分別利用50和62.5微米直徑，不同數(shù)值孔徑的多模光纖對其與VCSEL激光器的耦合情況進行了動靜態(tài)的測量。研究證明光纖的數(shù)值孔徑對眼開幅度（也就是誤碼率）有重要影響。同時作者也對其過程建立了數(shù)學(xué)模型，解釋了相關(guān)的原因。認為眼開的幅度主要是由注入電流、載流子擴散和增益壓縮等因素的交互作用綜合影響的。
此外，三菱電子的研究者匯報了其最新研制的輸出功率大于18mw，具有30nm譜寬的可調(diào)激光器。其LD前端使用了基于采樣光柵的分布Bragg反射器（DBR），后端使用了基于上層結(jié)構(gòu)光柵的DBR，從而在獲得非常高縱向模式穩(wěn)定度的同時，也保證了全部可調(diào)譜能量變化少于3dB。同時作者也將將激光器和半導(dǎo)體放大器集成在一起，并實現(xiàn)了獨立于有效電流和SOA電流的輸出，其放大后的輸出功率大于45mw。對50GHz的頻帶間隔，其旁瓣壓縮比優(yōu)于40dB。
三、 光纖光纜：
    微結(jié)構(gòu)光纖（就是光子晶體光纖），是一種單一介質(zhì)構(gòu)成，包層的折射率受到波長量級周期性的調(diào)制，這種調(diào)制一般通過在硅玻璃中引入沿軸向伸長的空氣孔實現(xiàn)，光纖芯由一個破壞了折射率調(diào)制周期性的缺陷構(gòu)成。與傳統(tǒng)光纖不同，光子晶體光纖中的這種微結(jié)構(gòu)從根本上改變了傳統(tǒng)光纖的許多傳輸特性，可以具有傳統(tǒng)光纖不具備的特性，它受到了廣泛關(guān)注并成為近年來光學(xué)與光電子學(xué)研究的一個熱點。在實際制作中，由于材料特性和圖形復(fù)制條件的差異，很難達到預(yù)期的效果。如何有效衡量并抑制工藝因素對性能的惡化是微結(jié)構(gòu)光纖制作中必須考慮的問題。本期來自悉尼大學(xué)的研究者就用上下兩篇整整22頁的篇幅對相關(guān)問題做了非常細致的研究。在上篇，作者先對微結(jié)構(gòu)成形過程提供了一個有效的理論模型，并著重對基于玻璃和聚合物材料的微結(jié)構(gòu)光纖在軸對稱圓孔微結(jié)構(gòu)的非絕熱成形過程進行了分析。結(jié)果證明中心收縮區(qū)域來源于洞形變形和表面張力效應(yīng)。下篇則利用上篇的分析方法，著重研究了穩(wěn)態(tài)連續(xù)的微結(jié)構(gòu)成形過程。證明孔洞尺寸突變主要來自于表面張力，而粘性效應(yīng)能夠保障孔洞成形。最終作者使用PMMA材料進行了相關(guān)的實驗，證明理論分析和實驗結(jié)果保持了高度的一致。此外針對微結(jié)構(gòu)光纖，本期來自Arizona大學(xué)的研究者對不同微結(jié)構(gòu)下的光束質(zhì)量做了深入研究。
    此外，本期還有一篇來自山西大學(xué)的研究論文，作者設(shè)計了一種新的光纖截面形式，其在通常的玻璃光纖中間挖了一個小的空氣孔，然后小孔四周正方形的區(qū)域被填充了較高折射率的玻璃介質(zhì)，由于四個方角的作用，可以保證光束被限制在正中心的空氣孔內(nèi)，形成類似于直角的全內(nèi)反射。作者指出這樣的光纖可以用于通訊、傳感、受激拉曼散射等情況。但作者在文末也提到了問題的要害，即設(shè)計要求的空氣孔和方槽區(qū)域尺寸太小，工藝很難獲得理論設(shè)計那么優(yōu)良的結(jié)構(gòu)，因此工藝引起的損耗估計會非常大，甚至工藝根本無法實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)。