Skift til polarisationsmangfoldighed

Store mængder data overføres på tværs af internettet og telekommunikationsnetværk, der leverer for eksempel, videoopkald i realtid fra en mobiltelefon til en anden - over hele verden. Når folk sender og modtager stigende mængder data som ultrahøj definition (4K, 8K) billeder over disse stort set optiske fiberbaserede netværk, og efterspørgslen efter sådanne stigninger, det samme gør behovet for nye teknologier til at overføre disse data ved forbedrede hastigheder, med øget energieffektivitet, og til lavere omkostninger. En lovende måde at gøre det på er ved hjælp af optiske switche, der videresender signaler, der transporteres af optiske fibre fra et kredsløb til et andet. Især en ny teknologi tilbyder nu en betydelig forbedring af de optiske switches, der bruges af fiberoptiske netværk.

I arbejdet vil de præsentere på Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC), afholdt 19-23 marts i Los Angeles, Californien, USA, forskere med Japans National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) beskriver udviklingen af ​​en ny slags integreret optisk switch, fremstillet ved hjælp af silicon fotonik teknologier på yderst effektive måder.

Et krav til sådanne optiske kontakter er, at de er i stand til at håndtere lyssignaler med både lodrette og vandrette polarisationer. Dette skyldes, at optiske signaler bærer data med begge polarisationer, en teknik kendt som polarisationsdivisionsmultiplexering. For at opnå denne dobbelte transmission, skal der bruges en separat omskifter til hver polarisering. Derved, dette fordobler størrelsen på chippen og øger systemets omkostninger.

Den nye enhed, teknisk omtalt som en "fuldt integreret ikke-dubleret polarisering-mangfoldighed silicium-fotonisk switch, "består af et enkelt 8 x 8 gitter af 2 x 2 elementafbrydere. Forskerne fandt ud af, at et enkelt 8 x 8 gitter med nye unikke havnetildelinger kunne træde i stedet for to synkroniserede net, og dermed bruges til samtidig at styre begge polarisationer af lys, en metode kendt som polarisationsdiversitet.

"På denne måde, switchchippen opnår polarisering "ufølsomhed" uden at fordoble chipens størrelse og pris, hvilket er vigtigt for at udvide den praktiske anvendelse af sådanne fotoniske integrerede enheder, sagde hovedforfatter Ken Tanizawa fra AIST. "Vi tror stærkt på, at en silicium-fotonisk switch er en vigtig enhed til at opnå bæredygtig vækst i trafikbåndbredde i optiske netværk, herunder både telekommunikation og datakommunikation, og til sidst computerkommunikation. "

Den nye enhed har også polarisations splitter-rotatorer integreret på chippen. Splitter-rotatorerne tager input lyssignaler med både vandrette og lodrette polarisationer, opdele dem i separate polarisationer, og drej den ene 90 grader for at matche den anden. Begge polarisationer er synkront tændt for det enkelte 8 x 8 -gitter med de unikke porttildelinger. De skiftede polarisationer rekombineres derefter af polariserings splitter-rotatoren, så de vender tilbage til deres oprindelige tilstand.

Forskerne designede enheden, så afstanden tilbagelagt af ethvert signal, der passerer gennem 8 x 8 -nettet, er identisk, uanset dens vej. Dette betyder, at signalets dæmpning og forsinkelse også er den samme, giver mulighed for et konsekvent signal af høj kvalitet.

Den nye switch er et proof-of-concept design. Forskerne arbejder nu på at forbedre enheden yderligere og til at skabe et design med et større antal porte (f.eks. Et 32 x 32 -gitter), der muliggør overførsel af en større mængde data. Disse fremskridt lover ikke kun at øge netværksfleksibiliteten, men også åbne op for nye muligheder for brug af optisk switch i fremtidige energieffektive optiske netværk.