Aplikasi modulator cahya spasial ing bidang komunikasi optik
Ing sistem komunikasi serat optik kanthi sinyal fisik kanggo ngontrol utawa ngganti amplitudo, frekuensi, fase, polarisasi lan karakteristik liyane saka paramèter operator optik proses kasebut diarani modulasi optik. Peran modulasi optik yaiku ngidini informasi nggunakake karakteristik gelombang cahya dhewe kanggo entuk pangolahan lan transmisi kacepetan dhuwur, lan kanthi efektif bisa nyandhet interferensi medan elektromagnetik eksternal, supaya panyebaran informasi luwih stabil. Kanthi aplikasi saka sudhut gelombang kandhel divisi multiplexing (DWDM) teknologi lan wutah ageng saka kapasitas transmisi serat optik, teknologi SDH wis dawa wis overburdened, adhedhasar saklar selektif dawa gelombang (WSS) minangka generasi katelu saka multi-fungsi reconfigurable selipan optik lan multiplexing (ROADM) minangka piranti tombol kanggo mujudaken generasi sabanjuré riset penting jaringan optik ing lapangan komunikasi penting kabeh-taun-taun. kanggo, lan wis pembangunan cepet.
Kaluwihan saka WSS basis LCOS
WSS berbasis LCoS nduwe pengaruh banget marang desain sistem ROADM. Sadurungé, WSS basis MEMS mbutuhake spasi saben saluran ditetepake luwih dhisik (contone, 100 GHz utawa 50 GHz) lan ora bisa diganti sakwise. Nanging, mayuta-yuta piksel ing LCoS bisa ngganti jarak saben saluran kanthi sewenang-wenang, sing nggunakake sumber frekuensi kanthi lengkap kanggo nambah efisiensi spektral ing jaman ultra 100 Gbit/s lan mbukak jaman grid fleksibel.
Struktur sel LCOS
Piring piksel sing ngatur voltase ana ing lapisan ndhuwur silikon kontrol. piring iki menehi saben yuta piksel voltase kontrol programmable sing digunakake kanggo gawé tundha phase kontrol programmable ing arah polarisasi utami. Secara fisik, wektu tundha fase diasilake dening molekul kristal cair sing terpolarisasi. Secara optik, saben molekul kristal cair bisa dianggep minangka kawat miniatur kanthi elektron bebas kanggo pindhah ing dawa kawat. Nalika piring piksel ora kebak, molekul kristal Cairan iki kabeh lying warata lan dianakaké ing Panggonan dening lapisan kalibrasi lan jejeg gelombang cahya lan podo karo kanggo medan listrik oscillating saka gelombang cahya. Interaksi kuwat antarane elektron negara quasi-free ing molekul kristal cair lan medan listrik saka gelombang cahya nyimpen energi kanggo sementara, saéngga alon transmisi gelombang. Nalika voltase ditrapake ing antarane chip CMoS sing dipasang ing piring piksel sing diatur voltase lan lapisan oksida timah indium ing kaca ndhuwur, ujung saben molekul kristal cair ditarik ing arah sing ngelawan. Minangka voltase tambah, molekul kristal Cairan dadi liyane lan liyane didadekake siji karo arah gelombang cahya lan liyane lan liyane jejeg menyang medan listrik gelombang kang, asil ing interaksi ora pati roso lan ora pati roso antarane molekul kristal Cairan lan gelombang cahya, supaya gelombang ditularaké luwih cepet.
Prinsip kerja WSS berbasis LCOS
Nggunakake mayuta-yuta utawa luwih piksel ing modulator cahya spasial LCoS, fase relatif saka gelombang cahya kedadeyan ing pesawat bisa dikontrol, lan pangilon virtual sing sudut bisa digawe kanggo pemrograman fase sing luwih rumit. Sinyal optik kanthi saluran dawa gelombang sing beda-beda lan jarak saluran sing beda-beda diwenehake saka ndhuwur susunan serat. A grating difraksi pamisah sinyal optik menyang "pelangi" frekuensi beda liwat LCoS. Cermin virtual angled sing beda-beda diprogram kanggo ditugasake menyang wilayah LCoS sing beda-beda supaya bisa ngganti sudut bayangan kanggo frekuensi sing beda. Kisi difraksi banjur nggabungake maneh cahya sing dibayangke saka pangilon virtual kasebut ing frekuensi sing beda-beda, sing banjur difokusake dening susunan lensa lan dikirim maneh menyang susunan serat optik.
Struktur dhasar WSS adhedhasar LCOS
Modulator cahya spasial saka kristal cair bisa ngganti fase dawane gelombang tartamtu kaya sing dibutuhake, lan kabeh rute sinar bisa dibalik. Contone, kabeh dawa gelombang cahya saka input serat pisanan, liwat modulasi phase modulator cahya spasial, gelombang N-1 liyane kanggo ngganti phase padha, dibayangke bali kanggo re-multiplexed saka output serat kapindho. Lan kabutuhan fase hilir bisa diganti kanthi beda, bisa dadi output saka serat katelu, sinyal sing cocog bisa dikirim menyang cabang hilir.
Skema routing owah-owahan fase WSS basis LCOS
Kaluwihan saka WSS basis LCOS
(1) Bebas-gelombang: Saben port hulu lan hilir bisa dikonfigurasi ulang kanggo dawa gelombang apa wae;
(2) Arah-independen: Saben port hulu lan hilir bisa diatur maneh menyang arah apa wae;
(3) Non-kompetitif: Dawane gelombang sing padha ing arah sing beda bisa munggah lan mudhun kanthi fleksibel;
(4) Grid Fleksibel: Efisiensi spektral sing luwih apik bisa diwujudake;
(5) Bandwidth fleksibel lan konsumsi daya kurang;
Mesthine, piranti WSS berbasis LCOS uga duwe kesulitan teknis, kayata efisiensi difraksi sing luwih murah sing disebabake dening efek lapangan pinggiran, gangguan lan crosstalk, lan liya-liyane, nanging luwih akeh digunakake amarga cocog banget kanggo syarat Colorless, Derectionless, Contentionless lan FlexibleGrid saka generasi anyar jaringan kabeh-optik. Nanging, wis saya akeh digunakake amarga iku cocok banget kanggo syarat Colorless, Derectionless, Contentionless lan FlexibleGrid saka generasi anyar.