Optiske multipleksingsteknikker og deres ekteskap for on-chip: en gjennomgang

Optisk multipleksing teknikker og deres ekteskap for on-chip ogoptisk fiberkommunikasjon: en anmeldelse

Teknikker for optisk multipleksing er et presserende forskningstema, og forskere over hele verden utfører dyptgående forskning på dette feltet. I løpet av årene har mange multipleksteknologier som bølgelengdedelingsmultipleksing (WDM), modusdivisjonsmultipleksing (MDM), romdelingsmultipleksing (SDM), polarisasjonsmultipleksing (PDM) og orbital vinkelmomentmultipleksing (OAMM) blitt foreslått. Bølgelengdedelingsmultipleksing (WDM) teknologi gjør at to eller flere optiske signaler med forskjellige bølgelengder kan overføres samtidig gjennom en enkelt fiber, og utnytter fiberens lavtapsegenskaper i et stort bølgelengdeområde fullt ut. Teorien ble først foreslått av Delange i 1970, og det var først i 1977 at grunnforskningen av WDM-teknologi startet, som fokuserte på bruk av kommunikasjonsnettverk. Siden da, med kontinuerlig utvikling avoptisk fiber, lyskilde, fotodetektorog andre felt har folks utforskning av WDM-teknologi også akselerert. Fordelen med polarisasjonsmultipleksing (PDM) er at mengden signaloverføring kan multipliseres, fordi to uavhengige signaler kan distribueres ved den ortogonale polarisasjonsposisjonen til samme lysstråle, og de to polarisasjonskanalene er atskilt og uavhengig identifisert ved mottakende ende.

Ettersom etterspørselen etter høyere datahastigheter fortsetter å vokse, har den siste frihetsgraden for multipleksing, plass, blitt studert intensivt det siste tiåret. Blant dem genereres modusdelingsmultipleksing (MDM) hovedsakelig av N sendere, som realiseres av romlig modusmultiplekser. Til slutt blir signalet som støttes av rommodusen overført til lavmodusfiberen. Under signalutbredelse behandles alle moduser på samme bølgelengde som en enhet av Space Division multiplexing (SDM) superkanalen, dvs. de forsterkes, dempes og legges til samtidig, uten å kunne oppnå separat modusbehandling. I MDM tilordnes forskjellige romlige konturer (det vil si forskjellige former) av et mønster til forskjellige kanaler. For eksempel sendes en kanal over en laserstråle som er formet som en trekant, firkant eller sirkel. Formene som brukes av MDM i virkelige applikasjoner er mer komplekse og har unike matematiske og fysiske egenskaper. Denne teknologien er uten tvil det mest revolusjonerende gjennombruddet innen fiberoptisk dataoverføring siden 1980-tallet. MDM-teknologi gir en ny strategi for å implementere flere kanaler og øke koblingskapasiteten ved å bruke en enkelt bølgelengdebærer. Orbital vinkelmomentum (OAM) er en fysisk karakteristikk av elektromagnetiske bølger der forplantningsbanen bestemmes av den spiralformede fasebølgefronten. Siden denne funksjonen kan brukes til å etablere flere separate kanaler, kan trådløs orbital vinkelmomentummultipleksing (OAMM) effektivt øke overføringshastigheten i høy-til-punkt-overføringer (som trådløs backhaul eller fremover).