光纖在線特邀編輯：邵宇豐，陳烙，陳福平，申世魯
2016年7月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章，包括：傳感器、傳輸和光波導(dǎo)、調(diào)制技術(shù)、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換、光網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)、無(wú)源器件、半導(dǎo)體有機(jī)激光器和放大器等，筆者將逐一評(píng)析。
1. 傳感器
在過去幾十年，光纖傳感器因?yàn)榫哂锌闺姶鸥蓴_和抗化學(xué)腐蝕的特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于物理或化學(xué)參數(shù)的測(cè)量過程中。這些光纖傳感器主要基于馬赫-曾德爾干涉儀（MZI）設(shè)計(jì)而成，采用光纖耦合器將具有不同波導(dǎo)長(zhǎng)度的MZI雙臂耦合在一起，一條臂用作感應(yīng)臂，另外一條用作參考臂，感應(yīng)臂暴露出來(lái)與外界環(huán)境變量相接觸（如溫度），參考臂則與外界隔離開來(lái)。隨著外界環(huán)境變量的改變，感應(yīng)臂的波導(dǎo)長(zhǎng)度也隨之改變，從而引起MZI雙臂的光相位差發(fā)生改變，然后通過分析MZI輸出的干擾信號(hào)就可以得到待測(cè)值。這一類傳感器的結(jié)構(gòu)小巧、制造簡(jiǎn)單、成本低廉。不過，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)光纖MZI傳感器只采用了兩個(gè)光纖耦合器，由于波長(zhǎng)的解調(diào)是在光域中完成，然后才使用光譜分析儀（OSA）進(jìn)行測(cè)量，這往往降低了傳感器的靈敏度，另外，由于OSA的分辨率和反應(yīng)速度都比較低，從而降低了傳感器的分辨率和反應(yīng)速度。為了提高傳感器的性能，各種新的配置和制造技術(shù)被不斷地開發(fā)出來(lái)，如纖芯芯經(jīng)失配或錯(cuò)位的MZI傳感器、拉錐光纖MZI傳感器、光纖微腔MZI傳感器、溝槽型MZI傳感器、布拉格光柵光纖MZI傳感器，其中溫度傳感器是研究者們的關(guān)注焦點(diǎn)。上述傳感器雖然性能都很出色，但由于它們復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及脆弱的機(jī)械性能，在實(shí)際系統(tǒng)中真正應(yīng)用起來(lái)還是比較困難，并且也都是在光域完成波長(zhǎng)解調(diào)后再使用OSA分析，致使傳感器的性能無(wú)法得到提升。因此，關(guān)于高靈敏度、快速調(diào)制速度、高分辨率的全光纖MZI傳感器的研究仍然是一個(gè) 熱門課題。另一方面，將光電振蕩器（OEO）應(yīng)用于全光纖傳感器系統(tǒng)中能夠大幅度提升傳感器的靈敏度、波長(zhǎng)解調(diào)速度以及分辨率，這一類的傳感器有折射率傳感器、溫度傳感器、橫向負(fù)荷傳感器等。同基于OSA傳感器相比，OEO傳感器是在時(shí)域獲取微波頻率，且測(cè)量值可以精確到Hz，表現(xiàn)出更高的靈敏度和分辨率。 來(lái)自加拿大渥太華大學(xué)微波光子學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員，最近提出了一種基于OEO全光纖MZI溫度傳感器的系統(tǒng)方案，如圖1所示，該系統(tǒng)是由寬帶光源、MZI、色散補(bǔ)償光纖、光電探測(cè)器等器件構(gòu)成。OEO采用光譜分割寬帶光源，其振蕩頻率由OEO環(huán)路中的單通微波光子濾波器（MPF）來(lái)決定，兩個(gè)１ｘ２光纖耦合器將MZI雙臂耦合在一起，寬帶光源發(fā)出的光信號(hào)經(jīng)過MZI時(shí)被整形成正弦波形，然后傳輸?shù)絆EO，MZI輸出信號(hào)波形和頻率響應(yīng)如圖2所示。MZI自由光譜區(qū)間（FSR）隨著測(cè)量溫度的變化而變化，由于MPF的中心頻率與FSR存在對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，所以溫度的變化值會(huì)轉(zhuǎn)化成OEO振蕩頻率的變化值，當(dāng)FSR發(fā)生微弱的變化時(shí)就會(huì)引起OEO微波信號(hào)頻率大范圍的改變，極大地提升了傳感器的分辨率。利用數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)在時(shí)域中獲取微波頻率，使得傳感器的反應(yīng)速度也得到了提高。研究人員通過實(shí)驗(yàn)證明，基于OSA全光纖MZI溫度傳感器的靈敏度達(dá)到了3.7MHz/°C。除了高速率、高分辨率、高靈敏度的特性外，該傳感器還可以用于遠(yuǎn)距離溫度探測(cè)，因?yàn)镸ZI可以放置在遠(yuǎn)離OEO環(huán)路的地方，這也是該傳感另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)。

圖1  基于OEO傳感器的通信系統(tǒng)方案圖

圖2  MZI輸出光譜和單通MPF的頻率響應(yīng)
2. 傳輸和光波導(dǎo)
光波導(dǎo)和光耦合器是光子集成電路中最基本的構(gòu)件,有關(guān)光波導(dǎo)傳輸損耗的測(cè)量方法也在一些文獻(xiàn)中被屢次提及到，如截?cái)喾ê突�于法布�?珀羅反射法。截?cái)喾▽?duì)多個(gè)設(shè)備之間的耦合因子的變化較敏感，這就導(dǎo)致測(cè)量值波動(dòng)范圍比較大，從而需要測(cè)試更多的設(shè)備來(lái)降低波動(dòng)范圍，基于法布里-珀羅反射法則對(duì)端面反射率較敏感。測(cè)量光耦合器的耦合因子一般會(huì)受到插損的影響，其中光纖與波導(dǎo)之間的非對(duì)稱耦合損耗是導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差的直接因素。這些問題也許可以通過諧振微環(huán)或者M(jìn)ZI的光譜分析方法來(lái)解決，對(duì)于諧振微環(huán)的光譜分析必須要用到曲線擬合的方法，這就要求將幾個(gè)設(shè)備拆分開來(lái)以獲取耦合損耗和波導(dǎo)傳輸損耗或者可靠的耦合機(jī)制�；�于MZI的光譜分析，是通過一個(gè)定向耦合器和一個(gè)多模干涉耦合器或兩個(gè)Y分支來(lái)構(gòu)成一個(gè)非對(duì)稱型馬赫-曾德爾干涉儀（UMZI）來(lái)完成。但是，這些已有的分析方法只能夠得到耦合器的耦合因子，如果想獲得波導(dǎo)傳輸損耗則需要多個(gè)測(cè)試值。來(lái)自美國(guó)加利福尼亞大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程部的研究人員，最近提出了一種新型的可同時(shí)測(cè)量光波導(dǎo)傳輸損耗和功率耦合器的耦合因子的方案。該方案是基于非對(duì)稱型馬赫-曾德爾干涉儀（UMZI）輸出信號(hào)的頻譜分析方法，僅僅只需要一個(gè)單一的測(cè)試結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)2x2耦合器（不一定相同）構(gòu)成，通過提取UMZI輸出光譜的消光比就可以計(jì)算出每個(gè)耦合器的耦合因子和波導(dǎo)傳輸損耗，且不需作任何的擬合處理。這種測(cè)量方法對(duì)光纖-波導(dǎo)耦合損耗不敏感，因此在不需要知曉光纖-波導(dǎo)耦合因子的前提下就可以獲得準(zhǔn)確的待測(cè)值。

圖3  UMZI原理圖及UMZI輸出信號(hào)的光譜

3. 調(diào)制技術(shù)
發(fā)光二極管（LED）除了用于照明的同時(shí)還可以用于數(shù)據(jù)的傳輸，LED的大調(diào)制帶寬、固有的保密性的優(yōu)點(diǎn)為室內(nèi)可見光通信（VLC）在未來(lái)無(wú)線通信應(yīng)用帶來(lái)巨大的潛能，并在學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。將單載波脈沖調(diào)制技術(shù)（開關(guān)鍵控，OOK）應(yīng)用在VLC中，可有效地降低系統(tǒng)的復(fù)雜度及成本。正交頻分復(fù)用（OFDM）是一種多載波調(diào)制技術(shù)，因其具有高頻帶效率和能夠降低碼間干擾的特點(diǎn)而被大范圍利用。在VLC系統(tǒng)中，采用強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)（IM/DD）進(jìn)行信號(hào)傳輸，且時(shí)域信號(hào)都為正值而沒有負(fù)值，因此直流偏置光OFDM（DCO-OFDM）技術(shù)被提出來(lái)應(yīng)用在VLC中，DCO-OFDM是利用厄密特共軛和直流偏置來(lái)產(chǎn)生正值信號(hào)。但是，DCO-OFDM的能耗比較大，因?yàn)橹绷髌�置不�?huì)攜帶任何信息。非對(duì)稱限幅光正交頻分復(fù)用（ACO-OFDM）可以彌補(bǔ)這點(diǎn)不足，在頻域上，ACO-OFDM中只有偶數(shù)載波被占用，負(fù)值信號(hào)在時(shí)域中被削減掉，由于僅僅只利用到了一半的子載波，使得ACO-OFDM的頻譜利用率不高。為了獲得高頻譜利用率，利用多載波調(diào)制與其它類型調(diào)制聯(lián)合在一起的混合調(diào)制方案成為目前研究的趨勢(shì)。一種方案是將ACO-OFDM和DCO-OFDM結(jié)合在一起，讓偶數(shù)載波承載ACO-OFDM信號(hào)，奇數(shù)載波承載DCO-OFDM信號(hào)。另外一種方案是混合型ACO-OFDM（HACO-OFDM），這是最近提出來(lái)的一種方案，該方案中使偶數(shù)載波承載ACO-OFDM信號(hào)，奇數(shù)載波承載脈幅調(diào)制離散多音（PAM-DMT）信號(hào)，與傳統(tǒng)的ACO-OFDM調(diào)制方案相比，該方案具有更好的性能和較高的頻譜利用率。但是，這些混合調(diào)制方案的計(jì)算復(fù)雜度都很高，無(wú)法滿足為多個(gè)服務(wù)終端提供不同的服務(wù)品質(zhì)。來(lái)自清華大學(xué)信息技術(shù)研究所的研究人員，最近首次提出了一種新型ACO-OFDM（NACO-OFDM）調(diào)制的VLC通信系統(tǒng)方案，該方案是基于OOK和ACO-OFDM的混合調(diào)制。首先，在傳統(tǒng)的ACO-OFDM基礎(chǔ)上提出了負(fù)極性ACO-OFDM調(diào)制技術(shù)，以匹配OOK的“斷開”情況，然后對(duì)NACO-OFDM信號(hào)加載直流（DC）偏置，該DC偏置可由OOK的“開啟”信號(hào)來(lái)提供，傳輸?shù)臅r(shí)域信號(hào)。該方案不僅具有高頻譜效率，還能夠匹配不同復(fù)雜度的接收器。研究人員的仿真結(jié)果表明，在VLC中，ACO-OFDM和OOK信號(hào)都得能夠在接收端被很好地恢復(fù)出來(lái)。

圖4  HACO-OFDM-OOK系統(tǒng)的信號(hào)傳輸方案圖

圖5  時(shí)域中信號(hào)傳輸示意圖
4. 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換
光信號(hào)的時(shí)鐘通常是由與輸入電信號(hào)同步的光脈沖源產(chǎn)生，電信號(hào)的時(shí)鐘成分可由時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)來(lái)提取，但電器件的帶寬有限，這種技術(shù)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸速率受到抑制。來(lái)自日本電氣通信大學(xué)的研究人員，最近提出了一種光時(shí)鐘在光域自行產(chǎn)生的全光轉(zhuǎn)換方案。研究人員關(guān)于歸零-開關(guān)鍵控(RZ-OOK)到歸零-差分相移鍵控(RZ-DPSK)之間的轉(zhuǎn)換性能研究表明，此系統(tǒng)表現(xiàn)出更突出的靈活性能，不過功率損耗要比傳統(tǒng)方案（包括一個(gè)光脈沖源、光電二極管(PD)、時(shí)鐘恢復(fù)(CR)）的功率損耗多出2dB，主要是因?yàn)楫a(chǎn)生的光時(shí)鐘出現(xiàn)了額外的時(shí)間抖動(dòng)效應(yīng)。RZ-OOK信號(hào)通過兩個(gè)級(jí)聯(lián)的3dB耦合器被分成三部分。第一部分是用來(lái)產(chǎn)生光時(shí)鐘，其中的全光時(shí)鐘發(fā)生器(AOCG)是由可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器(T-FPF)、摻鉺光纖放大器（EDFA）、帶通濾波器（BPF）、外腔激光器（ECL）、光放大器(SOA)和延時(shí)干涉儀(DI)構(gòu)成。AOCG可以從輸入的RZ-OOK信號(hào)中提取任意波長(zhǎng)的時(shí)鐘成分，然后通過ECL對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)測(cè)的最優(yōu)光時(shí)鐘功率為5.34dBm，在該最優(yōu)功率下不僅可以獲得較高的光信噪比，而且還可以抑制非線性效應(yīng)對(duì)信號(hào)的惡化。第二部分和第三部分分別用于傳輸載波波長(zhǎng)為1561nm和1550nm的信號(hào)，它們輸出脈沖寬度分別為22.73ps 和26.11ps，BPF的3dB帶寬為0.3nm，可實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的脈沖寬度進(jìn)行拓展。光時(shí)鐘在第二個(gè)高非線性光纖（HNLF）中會(huì)受到較強(qiáng)的非線性效應(yīng)，因此，光時(shí)鐘的脈沖寬度必須要小于RZ-OOK信號(hào)的脈沖寬度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)光時(shí)鐘自行成技術(shù)在未來(lái)的光信號(hào)處理系統(tǒng)中潛能巨大。

圖6  全光RZ-OOK到RZ-DQPSK轉(zhuǎn)換方案的系統(tǒng)圖
5. 光網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)
多頻帶正交頻分復(fù)用(MB-OFDM)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，當(dāng)采用自適應(yīng)調(diào)制時(shí)，可替代其它方案，如多頻帶離散傅里葉變化擴(kuò)頻正交頻分復(fù)用或奈奎斯特整形單載波系統(tǒng)，與直接檢測(cè)(DD)聯(lián)合一起則可以很大程度地降低設(shè)備成本，不過光功率的預(yù)算會(huì)受到很大的限制。有研究人員在MB-OFDM無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）中利用DD和帶寬分配技術(shù)中，對(duì)于信號(hào)帶寬為2.5 GHz，比特率分別為2.5 Gb/s 和 1.25 Gb/s時(shí),光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）的功率預(yù)算達(dá)到了20 dB 和 25 dB，當(dāng)MB-OFDM信號(hào)中包含多個(gè)OFDM頻帶時(shí)，光纖非線性造成的功率損耗會(huì)大幅度地增加。來(lái)自葡萄牙里斯本大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的研究人員，最近提出一種高頻譜效率的MB-OFDM-PON方案，該方案使用了虛擬載波(VC)和 DD技術(shù)，光接入網(wǎng)的上、下行鏈路均采用一對(duì)VC傳輸DD-MB-OFDM信號(hào)至ONU，ONU采用單邊帶(SSB)發(fā)射器，結(jié)合反射式半導(dǎo)體光放大器和光濾波器，可以很好地抑制VC-OFDM邊帶以及直流偏置引起的雜波。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在速率為2.5 Gb/s時(shí)，該系統(tǒng)可同時(shí)容納128個(gè)用戶，傳輸距離可達(dá)到20公里，在速率為10Gb/s時(shí)，該系統(tǒng)可同時(shí)容納128個(gè)用戶，傳輸距離達(dá)到10公里。

圖7   a，DD-MB-OFDM PON方案結(jié)構(gòu)圖；b，實(shí)驗(yàn)方案圖；c，MB-OFDM信號(hào)不同傳輸階段的光譜
近年來(lái)，智能移動(dòng)通信設(shè)備迅速普及并成為人們生活中不可或缺的一部分，但現(xiàn)有的無(wú)線通信帶寬難以滿足用戶的需求�；旌瞎饫w-無(wú)線（FiWi）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是將光纖網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線接入融合在一起的技術(shù)，依靠海量帶寬的回程/去程光網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線通信可獲得超高數(shù)據(jù)吞吐量（VHT）。FiWi網(wǎng)絡(luò)依靠的兩個(gè)技術(shù)平臺(tái)，分別是光纖無(wú)線通信（RoF）技術(shù)、光纖-無(wú)線聯(lián)合通信（R&F）技術(shù)。RoF網(wǎng)絡(luò)是利用光纖作為模擬信號(hào)傳輸媒介，使用特殊的遠(yuǎn)程天線發(fā)射無(wú)線信號(hào)，在無(wú)線覆蓋區(qū)域內(nèi)為移動(dòng)用戶提供接入網(wǎng)服務(wù)。一方面，通過中心站，RoF網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)橛脩籼峁└咝У�、無(wú)縫覆蓋的、超高速傳輸?shù)臒o(wú)線移動(dòng)數(shù)據(jù)；另一方面，依靠獨(dú)立的MAC協(xié)議，R&F網(wǎng)絡(luò)為光纖通信和無(wú)線通信提供了一個(gè)智能型的接入控制平臺(tái)，使數(shù)據(jù)在在兩者之間進(jìn)行快速交換。R&F網(wǎng)絡(luò)形成的這種靈活性多層體系結(jié)構(gòu)模式，能夠避免冗余的光纖數(shù)據(jù)回傳，并對(duì)服務(wù)分散化處理，從而克服了光纖最大長(zhǎng)度的限制。關(guān)于RoF通信，各種信號(hào)的產(chǎn)生和傳輸技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)嫻熟，以及包括根據(jù)服務(wù)終端、服務(wù)切換和網(wǎng)絡(luò)編碼（NC）的要求向RoF系統(tǒng)中添加一些新功能的技術(shù)。其中NC在無(wú)線通信和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域一直是研究人員的研究重點(diǎn)，因?yàn)榻柚鶱C技術(shù)，依靠更有效的資源利用率可以進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量。但是，物理層NC技術(shù)的應(yīng)用大部分集中在無(wú)線通信和光網(wǎng)絡(luò)上，只有一小部分光物理層網(wǎng)絡(luò)編碼（OPNC）技術(shù)適合于FiWi網(wǎng)絡(luò)。這些FiWi-OPNC系統(tǒng)依據(jù)RoF理論，采用正交偏振復(fù)用，通過提升光功率進(jìn)行模擬型PHY編碼，以應(yīng)對(duì)RoF-NC增加的復(fù)雜度。首次用于RoF網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字型OPNC技術(shù)方案最近也被提了出來(lái)了，其中利用了光放大器（SOA）-MZI作為光福載波調(diào)制-開關(guān)鍵控（SCM-OOK）的異或（XOR）門編碼器。來(lái)自希臘亞里士多德大學(xué)信息學(xué)院的研究人員，在RoF-OPNC基礎(chǔ)上提出了一種應(yīng)用于FiWi網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字型OPNC技術(shù)方案，在兩路光副載波調(diào)制-開關(guān)鍵控（SCM-OOK）數(shù)據(jù)流之間，利用光放大器-馬赫-曾德爾干涉儀（SOA-MZI）的異或門作為中端編碼器進(jìn)行編碼和解碼。

圖8  FiWi-OPNC系統(tǒng)方案圖

圖9   編碼和解碼的時(shí)間表征圖

圖10  OPNC實(shí)驗(yàn)方案圖

6. 無(wú)源器件
鈮酸鋰馬赫-曾德爾調(diào)制器在對(duì)多階電信號(hào)調(diào)制過程中表現(xiàn)出良好的相移線性度，而一些驅(qū)動(dòng)電壓小于3V的商用調(diào)制器,其移相器長(zhǎng)度基本在厘米級(jí)別，這不利于系統(tǒng)高密度的集成和封裝。鎵銦磷砷半導(dǎo)體正交相移鍵控(QPSK) MZM，其驅(qū)動(dòng)電壓在1-2V低區(qū)間，移相器長(zhǎng)度處于毫米級(jí)別，但插入損耗比較大，因此需要額外的光放大器來(lái)補(bǔ)償損耗，反而增加了系統(tǒng)成本。來(lái)自日本橫濱國(guó)立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的研究人員，最近提出了一種在硅基MZM上實(shí)施QPSK調(diào)制和四進(jìn)制脈幅調(diào)制（4-PAM）的方案, 硅基MZM使用PN結(jié)相互交錯(cuò)的晶格旋轉(zhuǎn)光子晶體波導(dǎo)(LSPCWs)作為移相器。因?yàn)長(zhǎng)SPCW產(chǎn)生的慢速光波具有較寬的工作頻譜，相比于諧振腔具有更大的優(yōu)勢(shì)。在該實(shí)驗(yàn)論證過程中，盡管研究人員使用了光相位調(diào)制器，但如果完全對(duì)I和Q 信道的干涉情況進(jìn)行估計(jì)還是相當(dāng)?shù)睦щy，所以研究人員只對(duì)開關(guān)鍵控（OOK）MZM的相偏進(jìn)行了估計(jì)，OOK-MZM移相器的設(shè)計(jì)封裝類型與QPSK-MZM相似。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，QPSK信號(hào)傳輸速率為15Gbaud（30Gb/s）時(shí)，其誤差向量（EVM）低于20%，在使用射頻均衡濾波器后，為保持該水平的EVM值時(shí)，QPSK信號(hào)傳輸速率可達(dá)到28Gbaud（56Gb/s），而對(duì)于4PAM信號(hào)，其傳輸速率則可達(dá)到15Gbaud（30Gb/s）。

圖11  硅基LSPCW QPSK調(diào)制器
7. 半導(dǎo)體有機(jī)激光器和放大器
近年來(lái)，波長(zhǎng)可調(diào)諧光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件引起研究人員的關(guān)注，它主要應(yīng)用于全光邏輯運(yùn)算、光控波長(zhǎng)濾波器、模數(shù)光轉(zhuǎn)換器等。研究人員利用半導(dǎo)體激光放大器活性區(qū)域載流子的非線性，結(jié)合其反饋?lái)憫?yīng)，來(lái)獲得雙穩(wěn)態(tài)條件。垂直腔半導(dǎo)體光放大器（VCSOA）具有體積小、光纖耦合效率高、功率損耗小、成本低優(yōu)點(diǎn)，而且在反射模式運(yùn)行下的VCSOA具有不同類型的光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)。基于離散的能量水平結(jié)構(gòu)，將納米級(jí)量子點(diǎn)（QD）引入VCSOA的活性區(qū)域，可以提升器件的性能如增加飽和功率、抑制碼型效應(yīng)、提高器件運(yùn)行速度。通過對(duì)VCSOA器件加載電壓，則可以調(diào)節(jié)雙穩(wěn)環(huán)寬度或者諧振波長(zhǎng)。在實(shí)際應(yīng)用中，使VCSOA與輸入信號(hào)進(jìn)行精確耦合是很困難的，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)VCSOA的光譜增益幅度非常小，如果VCSOA的諧振波長(zhǎng)在外部就可以進(jìn)行解調(diào)，則可確保VCSOA諧振波長(zhǎng)與輸入波長(zhǎng)精確匹配�，F(xiàn)已有的多種調(diào)節(jié)VCSOA諧振波長(zhǎng)的方法，如利用微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS）進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)和腔模調(diào)節(jié)，后者是利用MEMS改變腔體長(zhǎng)度來(lái)輸入波長(zhǎng)與諧振波長(zhǎng)相匹配。當(dāng)分布式布拉格發(fā)射鏡（DBR）置于MEMS上面時(shí)，將會(huì)增加制造工藝的復(fù)雜度以及降低DBR傳輸?shù)目煽啃阅�。�?lái)自約旦科技大學(xué)電子工程學(xué)院的研究人員，最近提出了一種新型的可調(diào)諧雙穩(wěn)態(tài)器件方案，該方案是采用電子方式調(diào)節(jié)諧振波長(zhǎng)并控制QD-VCSOA雙穩(wěn)環(huán)的形狀和寬度，通過對(duì)MEMS施加額外電壓提高VCSOAde 雙穩(wěn)態(tài)性能。


圖12  可調(diào)諧VCSOA的橫切面示意圖