Optische Multiplexverfahren und deren Kombination für die Kommunikation auf Chips und in Glasfasern

Das Forschungsteam von Prof. Khonina vom Institut für Bildverarbeitungssysteme der Russischen Akademie der Wissenschaften veröffentlichte eine Arbeit mit dem Titel „Optische Multiplexverfahren und ihre Kombination“ inOptoelektronischFortschritte für On-Chip- undGlasfaserkommunikation: ein Überblick. Die Forschungsgruppe von Professor Khonina hat mehrere diffraktive optische Elemente zur Implementierung von MDM im freien Raum entwickelt undGlasfaserNetzwerkbandbreite ist wie der eigene Kleiderschrank: nie zu groß, nie zu klein. Der Datenfluss hat zu einer explosionsartigen Nachfrage nach Datenverkehr geführt. Kurze E-Mails werden zunehmend durch animierte Bilder ersetzt, die viel Bandbreite beanspruchen. Für Daten-, Video- und Sprachübertragungsnetze, die noch vor wenigen Jahren über reichlich Bandbreite verfügten, suchen Telekommunikationsunternehmen nun nach unkonventionellen Ansätzen, um den stetig wachsenden Bedarf zu decken. Professor Khonina fasste basierend auf seiner langjährigen Erfahrung in diesem Forschungsgebiet die neuesten und wichtigsten Fortschritte im Bereich Multiplexing zusammen. Die Übersicht behandelt WDM, PDM, SDM, MDM, OAMM sowie die drei Hybridtechnologien WDM-PDM, WDM-MDM und PDM-MDM. Nur mit einem hybriden WDM-MDM-Multiplexer lassen sich N×M Kanäle über N Wellenlängen und M Führungsmoden realisieren.

Das Institut für Bildverarbeitungssysteme der Russischen Akademie der Wissenschaften (IPSI RAS, heute eine Zweigstelle des Föderalen Wissenschaftlichen Forschungszentrums der Russischen Akademie der Wissenschaften „Kristallographie und Photonik“) wurde 1988 auf der Grundlage einer Forschungsgruppe der Staatlichen Universität Samara gegründet. Das Team wird von Viktor Alexandrowitsch Soifer, einem Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften, geleitet. Ein Forschungsschwerpunkt der Gruppe ist die Entwicklung numerischer Methoden und die experimentelle Untersuchung von Mehrkanal-Laserstrahlen. Diese Arbeiten begannen 1982 mit der Realisierung des ersten Mehrkanal-beugenden optischen Elements (DOE) in Zusammenarbeit mit dem Team des Physik-Nobelpreisträgers, Akademiemitglied Alexander Michailowitsch Prochorow. In den folgenden Jahren entwarfen, simulierten und untersuchten Wissenschaftler des IPSI RAS zahlreiche Arten von DOE-Elementen am Computer und fertigten diese anschließend in Form verschiedener überlagerter Phasenhologramme mit konsistenten transversalen Lasermustern. Beispiele hierfür sind optische Wirbel, der Lacroerre-Gauss-Modus, der Hermi-Gauss-Modus, der Bessel-Modus, die Zernick-Funktion (zur Aberrationsanalyse) usw. Dieses mittels Elektronenlithographie hergestellte DOE wird zur Strahlanalyse auf Basis der optischen Modenzerlegung eingesetzt. Die Messergebnisse werden in Form von Korrelationsspitzen an bestimmten Punkten (Beugungsordnungen) in der Fourier-Ebene erhalten.optisches SystemAnschließend wurde das Prinzip zur Erzeugung komplexer Strahlen sowie zur Demultiplexierung von Strahlen in optischen Fasern, im freien Raum und in turbulenten Medien mittels DOE und räumlicherOptische Modulatoren.