Técnicas de multiplexação óptica e seu casamento com o chip: uma revisão

Técnicas de multiplexação óptica e seu casamento para on-chip ecomunicação por fibra óptica: uma revisão

Técnicas de multiplexação óptica são um tópico de pesquisa urgente, e acadêmicos em todo o mundo estão conduzindo pesquisas aprofundadas nessa área. Ao longo dos anos, diversas tecnologias de multiplexação, como multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM), multiplexação por divisão de modo (MDM), multiplexação por divisão espacial (SDM), multiplexação por polarização (PDM) e multiplexação por momento angular orbital (OAMM), foram propostas. A tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) permite que dois ou mais sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda sejam transmitidos simultaneamente através de uma única fibra, aproveitando ao máximo as características de baixa perda da fibra em uma ampla faixa de comprimentos de onda. A teoria foi proposta pela primeira vez por Delange em 1970, e somente em 1977 teve início a pesquisa básica da tecnologia WDM, com foco na aplicação em redes de comunicação. Desde então, com o desenvolvimento contínuo defibra óptica, fonte de luz, fotodetectore em outros campos, a exploração da tecnologia WDM também se acelerou. A vantagem da multiplexação de polarização (PDM) é que a quantidade de sinal transmitido pode ser multiplicada, pois dois sinais independentes podem ser distribuídos na posição de polarização ortogonal do mesmo feixe de luz, e os dois canais de polarização são separados e identificados independentemente na extremidade receptora.

À medida que a demanda por taxas de dados mais altas continua a crescer, o último grau de liberdade da multiplexação, o espaço, tem sido intensamente estudado na última década. Entre eles, a multiplexação por divisão de modo (MDM) é gerada principalmente por N transmissores, que é realizada pelo multiplexador de modo espacial. Finalmente, o sinal suportado pelo modo espacial é transmitido para a fibra de modo baixo. Durante a propagação do sinal, todos os modos no mesmo comprimento de onda são tratados como uma unidade do supercanal da multiplexação por divisão de espaço (SDM), ou seja, são amplificados, atenuados e adicionados simultaneamente, sem a possibilidade de processamento de modo separado. Na MDM, diferentes contornos espaciais (ou seja, diferentes formas) de um padrão são atribuídos a diferentes canais. Por exemplo, um canal é enviado por um feixe de laser com formato de triângulo, quadrado ou círculo. As formas usadas pela MDM em aplicações do mundo real são mais complexas e possuem características matemáticas e físicas únicas. Esta tecnologia é indiscutivelmente o avanço mais revolucionário na transmissão de dados por fibra óptica desde a década de 1980. A tecnologia MDM oferece uma nova estratégia para implementar mais canais e aumentar a capacidade de enlace usando uma única portadora de comprimento de onda. O momento angular orbital (OAM) é uma característica física das ondas eletromagnéticas em que o caminho de propagação é determinado pela frente de onda da fase helicoidal. Como esse recurso pode ser usado para estabelecer múltiplos canais separados, a multiplexação de momento angular orbital sem fio (OAMM) pode aumentar efetivamente a taxa de transmissão em transmissões de alta velocidade (como backhaul ou forward sem fio).