波分復(fù)用器和合束器的區(qū)別是什么？

  在光纖通信與激光技術(shù)領(lǐng)域，波分復(fù)用器（WDM）與合束器常被視為提升系統(tǒng)容量的“雙引擎”，但二者在技術(shù)邏輯、產(chǎn)品形態(tài)及應(yīng)用場(chǎng)景上存在本質(zhì)差異。四川梓冠光電將從工作原理、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品特性及應(yīng)用邊界四個(gè)維度，揭示這兩類器件的技術(shù)分野與場(chǎng)景適配邏輯。

  一、工作原理的區(qū)別：

  波分復(fù)用器的核心在于利用光的波長(zhǎng)差異實(shí)現(xiàn)信號(hào)復(fù)用。以密集波分復(fù)用（DWDM）為例，其通過(guò)陣列波導(dǎo)光柵（AWG）技術(shù)，使不同波長(zhǎng)的光信號(hào)在光柵圓處因光程差產(chǎn)生相位分離，最終在輸出端形成獨(dú)立的波長(zhǎng)通道。例如，某DWDM系統(tǒng)可在1550nm窗口內(nèi)實(shí)現(xiàn)100GHz（0.8nm）間隔的80波復(fù)用，單纖傳輸容量達(dá)8Tbps。

  合束器則聚焦于光功率的整合。以功率合束器為例，其通過(guò)多模光纖的模場(chǎng)匹配技術(shù)，將N路單模激光耦合至同一多模光纖中。例如，某10kW光纖激光器采用7×1合束器，將7路1.4kW單模激光合束后輸出，功率損耗控制在0.5dB以內(nèi)。這種技術(shù)本質(zhì)是光場(chǎng)的疊加，而非波長(zhǎng)分離。

  二、結(jié)構(gòu)的區(qū)別：

  波分復(fù)用器的結(jié)構(gòu)高度依賴光學(xué)濾波技術(shù)。以薄膜濾波器型WDM為例，其核心元件是在玻璃基底上交替沉積的SiO?/TiO?薄膜，通過(guò)控制膜層厚度（通常達(dá)50-150層）實(shí)現(xiàn)特定波長(zhǎng)的透射與反射。例如，某100GHz DWDM濾波器的中心波長(zhǎng)偏移≤0.02nm，隔離度＞45dB，需在超凈間內(nèi)通過(guò)磁控濺射工藝完成。

  合束器的結(jié)構(gòu)則以光纖熔接為核心。以N×1功率合束器為例，其制作需先將N根單模光纖與一根多模光纖精確對(duì)芯（對(duì)芯誤差＜0.5μm），再通過(guò)CO?激光熔接技術(shù)實(shí)現(xiàn)低損耗耦合。某廠商的6×1合束器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)熔接點(diǎn)溫度控制在800℃時(shí)，插入損耗可低至0.2dB，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)熔接機(jī)的0.5dB水平。

  三、產(chǎn)品特性的區(qū)別：

  波分復(fù)用器的競(jìng)爭(zhēng)力體現(xiàn)在帶寬利用率與系統(tǒng)擴(kuò)展性。以城域網(wǎng)應(yīng)用為例，某運(yùn)營(yíng)商采用CWDM技術(shù)，在單根光纖上復(fù)用8個(gè)10Gbps通道，使傳輸容量從10Gbps提升至80Gbps，同時(shí)節(jié)省75%的光纖資源。此外，DWDM系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)支持從16波到96波的平滑擴(kuò)容，滿足5G前傳網(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬的動(dòng)態(tài)需求。

  合束器的核心優(yōu)勢(shì)在于功率密度與能量轉(zhuǎn)換效率。在激光加工領(lǐng)域，某汽車廠商采用MOPA結(jié)構(gòu)光纖激光器，通過(guò)功率合束器將3路2kW激光合束后，實(shí)現(xiàn)6kW輸出功率，焊接速度較傳統(tǒng)2kW激光提升3倍，而熱影響區(qū)縮小40%。這種特性使其成為高功率激光切割、焊接設(shè)備的核心組件。

  四、應(yīng)用領(lǐng)域的區(qū)別：

  波分復(fù)用器的主戰(zhàn)場(chǎng)是通信網(wǎng)絡(luò)。在海底光纜系統(tǒng)中，某跨國(guó)運(yùn)營(yíng)商采用C+L波段DWDM技術(shù)，在單根光纖上實(shí)現(xiàn)192波×400Gbps傳輸，總?cè)萘窟_(dá)76.8Tbps，支撐全球80%的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)流量。此外，5G前傳網(wǎng)絡(luò)中，半有源WDM方案通過(guò)可調(diào)激光器與波分復(fù)用器的組合，實(shí)現(xiàn)基站與核心網(wǎng)之間的低成本、大容量連接。

  合束器則深度滲透工業(yè)制造領(lǐng)域。在航空航天領(lǐng)域，某發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造商采用飛秒激光合束系統(tǒng)，通過(guò)空間光合束器將4路飛秒激光聚焦至同一微區(qū)，實(shí)現(xiàn)鈦合金葉片氣膜孔的“冷加工”，孔徑精度達(dá)±1μm，較傳統(tǒng)電火花加工提升1個(gè)數(shù)量級(jí)。此外，在新能源領(lǐng)域，合束器被用于鋰電池極耳焊接，通過(guò)優(yōu)化光斑重疊率，將焊接良率從92%提升至99.5%。

  波分復(fù)用器與合束器的差異，本質(zhì)是光通信領(lǐng)域“容量?jī)?yōu)先”與激光技術(shù)領(lǐng)域“功率至上”兩種產(chǎn)業(yè)邏輯的體現(xiàn)。前者通過(guò)波長(zhǎng)維度的復(fù)用突破光纖物理限制，后者通過(guò)功率維度的整合滿足工業(yè)加工的能量需求。隨著全光網(wǎng)絡(luò)與超快激光技術(shù)的發(fā)展，這兩類器件將在各自賽道持續(xù)進(jìn)化，共同推動(dòng)光子技術(shù)向更高維度躍遷。