Optik rabitə sahəsində fəza işıq modulatorlarının tətbiqi
Optik lifli rabitə sistemində fiziki siqnallarla prosesin amplitudasını, tezliyini, fazasını, qütbləşməsini və optik daşıyıcı parametrlərinin digər xüsusiyyətlərini idarə etmək və ya dəyişdirmək optik modulyasiya adlanır. Optik modulyasiyanın rolu məlumatın yüksək sürətli emal və ötürülməsinə nail olmaq üçün işıq dalğasının özünün xüsusiyyətlərindən istifadə etməyə imkan verməkdir və xarici elektromaqnit sahələrinin müdaxiləsini effektiv şəkildə maneə törədə bilər ki, məlumatın yayılması daha sabit olsun. Sıx dalğa uzunluğu bölgüsü multipleksasiyası (DWDM) texnologiyasının geniş tətbiqi və fiber optik ötürmə qabiliyyətinin böyük artımı ilə SDH texnologiyası uzun müddətdir ki, çoxfunksiyalı rekonfiqurasiya edilə bilən optik daxiletmə və multipleksləşdirmənin (ROADM) üçüncü nəsli kimi dalğa uzunluğunun seçici açarına (WSS) əsaslanaraq, bütün şəbəkələrin bütün dinamik rabitəsini həyata keçirmək üçün son illərdə bütün dinamik rabitəni həyata keçirmək üçün əsas cihaz kimi çox yüklənmişdir. araşdırma təşkilatlarına böyük əhəmiyyət verir və sürətli inkişaf edir.
LCOS əsaslı WSS-nin üstünlükləri
LCoS əsaslı WSS ROADM sistemlərinin dizaynına dərindən təsir etdi. Keçmişdə MEMS əsaslı WSS hər bir kanalın məsafəsinin əvvəlcədən müəyyən edilməsini tələb edirdi (məsələn, 100 GHz və ya 50 GHz) və sonradan dəyişdirilə bilməzdi. Bununla belə, LCoS-dəki milyonlarla piksel hər bir kanalın məsafəsini özbaşına dəyişə bilər ki, bu da ultra 100 Gbit/s erasında spektral səmərəliliyi yaxşılaşdırmaq üçün tezlik resurslarından tam istifadə edir və çevik şəbəkələr dövrünü açır.
LCOS hüceyrə quruluşu
Gərginliyi konfiqurasiya edən piksel lövhələri idarəetmə silisiumunun üst qatındadır. Bu plitələr milyonlarla pikselin hər birinə proqramlaşdırıla bilən idarə olunan gərginlik verir ki, bu da ilkin qütbləşmə istiqamətində proqramlaşdırıla bilən idarə olunan faza gecikməsi yaratmaq üçün istifadə olunur. Fiziki olaraq, faza gecikməsi yüksək qütblü maye kristal molekulları tərəfindən yaradılır. Optik olaraq hər bir maye kristal molekulu naqilin uzunluğu boyunca sərbəst hərəkət edə bilən elektronu olan miniatür məftil kimi düşünmək olar. Piksel lövhəsi yüklənmədikdə, bu maye kristal molekulların hamısı düz uzanır və bir kalibrləmə təbəqəsi tərəfindən yerində tutulur və işıq dalğasına perpendikulyar və işıq dalğasının salınan elektrik sahəsinə paraleldir. Maye kristal molekullarındakı kvazi-sərbəst vəziyyət elektronları ilə işıq dalğasının elektrik sahəsi arasında güclü qarşılıqlı təsir müvəqqəti olaraq enerjini saxlayır və bununla da dalğa ötürülməsini ləngidir. Gərginliklə tənzimlənən piksel lövhəsinə daxil edilmiş CMoS çipi ilə yuxarı şüşədəki indium qalay oksidi təbəqəsi arasında gərginlik tətbiq edildikdə, hər bir maye kristal molekulunun ucları əks istiqamətə çəkilir. Gərginlik artdıqca maye kristal molekulları getdikcə işıq dalğasının istiqamətinə uyğunlaşır və dalğanın elektrik sahəsinə daha çox perpendikulyar olur, nəticədə maye kristal molekulları ilə işıq dalğası arasında daha zəif və zəif qarşılıqlı təsir yaranır, beləliklə dalğa daha sürətli ötürülür.
LCOS əsaslı WSS-nin iş prinsipi
LCoS fəza işıq modulatorunda milyonlarla və ya daha çox pikseldən istifadə edərək, müstəvidə düşən işıq dalğasının nisbi fazası idarə oluna bilər və daha mürəkkəb faza proqramlaşdırması üçün bucaqlı virtual güzgülər hazırlana bilər. Fərqli dalğa uzunluğu kanalları və müxtəlif kanal aralığı olan optik siqnallar lif massivinin yuxarı hissəsindən qidalanır. Difraksiya ızgarası optik siqnalı LCoS üzərində müxtəlif tezliklərin “göy qurşağına” bölür. Fərqli bucaqlı virtual güzgülər LCoS-un müxtəlif sahələrinə təyin olunmaq üçün proqramlaşdırılmışdır ki, onlar müxtəlif tezliklər üçün əks bucaqlarını bir qədər dəyişə bilsinlər. Difraksiya ızgarası daha sonra bu virtual güzgülərdən fərqli tezliklərdə əks olunan işığı yenidən birləşdirir, daha sonra linzalar massivi tərəfindən fokuslanır və yenidən fiber optik massivə ötürülür.
LCOS əsaslı WSS-nin əsas strukturu
Maye kristalın məkan işıq modulatoru lazım olduqda müəyyən dalğa uzunluğunun fazasını dəyişə bilər və bütün şüa marşrutları geri çevrilə bilər. Məsələn, ilk lif girişindən bütün işıq dalğa uzunluqları, məkan işıq modulatoru faza modulyasiyası vasitəsilə, digər N-1 dalğa uzunluqları eyni faza dəyişmək üçün, ikinci lif çıxışından yenidən çoxaltmaq üçün geri əks olunur. Və aşağı axın mərhələsinə ehtiyac fərqli şəkildə dəyişdirilə bilər, üçüncü lifdən çıxarıla bilər, müvafiq siqnal aşağı axın filialına ötürülə bilər.
LCOS əsaslı WSS faza dəyişikliyi marşrutlaşdırma sxemi
LCOS əsaslı WSS-nin üstünlükləri
(1) Dalğa uzunluğundan asılı olmayaraq: Hər bir yuxarı və aşağı axın portu istənilən dalğa uzunluğuna yenidən konfiqurasiya edilə bilər;
(2) İstiqamətdən asılı olmayaraq: Hər bir yuxarı və aşağı axın portu istənilən istiqamətə yenidən konfiqurasiya edilə bilər;
(3) Rəqabətsiz: Müxtəlif istiqamətlərdə eyni dalğa uzunluğu çevik şəkildə yuxarı və aşağı ola bilər;
(4) Çevik Şəbəkə: Daha yaxşı spektral səmərəlilik həyata keçirilə bilər;
(5) Çevik bant genişliyi və aşağı enerji istehlakı;
Əlbəttə ki, LCOS əsaslı WSS cihazlarının da öz texniki çətinlikləri var, məsələn, kənar sahə effektləri, səs-küy və çarpışma nəticəsində yaranan aşağı difraksiya səmərəliliyi və s., lakin onlar getdikcə daha çox istifadə olunur, çünki onlar yeni nəsil bütün optik şəbəkələrin Rəngsiz, Təhlükəsiz, Davranışsız və FlexibleGrid tələblərinə çox uyğundur. Bununla belə, o, yeni nəslin Colorless, Derectionless, Contentionless və FlexibleGrid tələblərinə çox uyğun olduğu üçün getdikcə daha çox istifadə olunur.