Ennätyskorkeaa datansiirtoa yhdellä lähettimellä

Mikrokampasiru kolikon päällä. Tämä pieni sirupiiri tuottaa infrapunasäteilyvaloa, mikä vastaa 80 laseria. Kuvan oikealla puolella oleva nauha on joukko optisia kuituja, jotka on kytketty laitteeseen. Itse sirun mitat ovat noin 3x5 mm.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on kehittänyt tehokkaan tavan luoda mikrokampoja ja hyödyntää niitä erittäin suorituskykyisinä ja vankkoina lähetinpiireinä taajuusmultipleksoiduissa valokuituverkoissa.

Australialaiset ja kanadalaiset tutkijat, joita johti professori David J. Moss Swinburnen teknillisestä yliopistosta, pystyivät saavuttamaan ennätyskorkean datansiirron yli 75 km:n matkalla tavallisessa optisessa kuidussa, käyttäen tehokasta luokkaa mikrokampoja, nimeltään solitonikiteitä.

"Tämä on yksi tehokkaimmista tiedonsiirtojärjestelmistä, joka on toteutettu tavanomaisessa televerkossa, kun otetaan huomioon ennätysmäärä informaatiota, joka voidaan koodata ja siirtää optiseen kuituun niin, että datan menetys on mahdollisimman pieni", toteaa INRS:n professori Roberto Morandotti.

Nykyiset verkot tarvitsevat tyypillisesti erillisen laserin jokaiselle siirrettävälle värille, mikä kallis ja vaikea ratkaisu. Mikrokammalla voidaan luoda joukko taajuuksia, jotka ovat yhtä kaukana toisistaan ja joiden vaihetta ja amplitudia voidaan helposti ja tarkasti hallita", selittää. Morandotti.

Mahdollisuus toimittaa kaikki aallonpituudet yhdellä, pienikokoisella integroidulla piisirulla, joka korvaa useita rinnakkaislasereita, tarjoaa suurimman hyödyn suorituskyvyn, skaalautuvuuden ja virrankulutuksen suhteen.

Taajuuskampa luotiin mikrorengasresonaattorilla, mutta uudenlaisella rakenteella, joka tuotti ns. solitonikiteen.

Tämä työ osoittaa optisten mikrosirujen kyvyn toimia vaativissa ja käytännöllisissä optisissa viestintäverkoissa. Professori Morandottin mukaan ehdotettu mekanismi voitaisiin toteuttaa kaupallisesti viiden vuoden kuluttua, koska vastaavat mikrorengasresonaattorit, jotka on tarkoitettu vähemmän vaativiin sovelluksiin, kuten suodattamiseen, ovat jo tunnettuja ja kaupallisesti saatavilla.

Ennätystulos saavutettiin yhdellä integroidulla sirulähteellä käyttäen CMOS-yhteensopivassa alustassa toteutettuja solitonikiteitä. Datan linjanopeudeksi saavuttettiin 44,2 Tb/s yhdessä korkean spektritehokkuuden, 10,4 bittiä/s/Hz kanssa. Työssä käytettiin korkeaa 64 QAM modulaatioformaattia, matalaa kampaamatonta spektrialuetta (FSR) 48,9 GHz ja vain tietoliikenteen C-kaistaa.

University of Virginian, Pekingin yliopiston ja CalTechin muodostama tutkijatiimi on puolestaan saavuttanut ennätyksellisen laajan spektrisen jänteen mikrokammalle.

Ryhmä sovelsi kaaosteoriaa mikroresonaattoripohjaisessa taajuuskammassa. Tutkijat osoittivat kaikkien aikojen laajimman mikrokampojen spektrijänteen (450 nm - 2,008 nm) eli ultravioletista infrapunaspektriin.

Tällaisen kamman tuottama laaja valonspektri on omiaan spektroskopiassa, optisissa kelloissa ja tähtitieteen kalibroinnissa eksoplaneettojen etsimiseksi. Heidän innovaatio tarjoaa lisävapauden fotoniikkalaitteiden suunnittelussa, mikä puolestaan voi nopeuttaa optisen ja fotoniikan tutkimusta kvanttilaskennassa ja muissa sovelluksissa, jotka ovat tarpeen tulevaisuudessa.

Aiheesta aiemmin:

Taajuuskampa, laser ja resonaattori samalle piirille

Uusi lasertekniikka kemian antureille