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盤點:2013年光通信領域科學前沿技術

2013-12-12 09:47:56 OFweek光通訊網  點擊量: 評論 (0)
伴隨著人們對高速傳輸需求的上升,2013年的科學界也在上演一場速度比拼,科學家們通過開發新的傳輸材質、新的工藝結構、新的編碼技術等多種方式,實現更高效的通信。另外,在光集成、通信安全等領域也獲得了不同

前入射光偏振態嚴重影響SPPs耦合效率以及SPP傳播方向無法精確控制等技術難題,實現了SPPs的可重構定向耦合新機制,該研究成果對微納光子芯片水平的SPPs產生、傳輸、調控、互聯與探測等應用有重大積極推進作用,為未來發展SPPs大規模光電子集成與互聯技術奠定了基礎。

袁小聰教授談到,信息時代的計算機按照“摩爾定律”飛速發展,但是近年來該定律越來越受到納米尺寸極限的挑戰,而且隨著集成電路中線路密度的增加,其復雜性和差錯率也將呈指數增長,同時能耗、散熱也越大,因此人們熱切尋求集成電路的替代方案。集成光子回路將會用“光子芯片”取代傳統的“電子芯片”,具有傳輸速度快、能耗低等優點。經過廣大研究人員的努力,現今集成光子技術已初步取得一些結果,并應用于光通信、光網絡等,未來的“光子芯片”將成為構成整個“光互聯世界”王冠上一顆璀璨的明珠,真正實現高處理速度、高存儲密度、高集成度、低能耗的新一代信息技術。

荷法科學家研發新型光開關 速率提高350倍

當前,普通電子開關的工作頻率為4 GHz,荷蘭特溫特大學和法國納米科學與低溫工程研究所的科學家開發出了一種半導體平面微腔開關,實現了1.4 THz的重復率開啟和關閉操作,速率提高了350倍,相關成果發表在Opt. Lett. 38, 374。

研究人員在砷化鎵和砷化鋁層中構造了空腔,并使用1284.1 nm的探測光測量其諧振頻率。

實驗中,研究小組使用兩個由近紅外鈦寶石激光抽運的光參量放大器,將探測光束和觸發光束射入微腔中。觸發光束產生電克爾效應,在亞皮秒時間尺度上,改變了空腔材料的折射率。研究人員將觸發光束的波長延長到2400 nm,以減少空腔內的雙光子吸收。據估計,空腔只吸收了百萬分之一的入射光。

據作者所言,空腔存儲時間大約為300 fs,決定了開關速率的基本“速率限制”,這種現象不依賴于微腔的幾何結構。

除了超快片上光子調制,這種新型開關可能會應用于空腔量子電動力學的基礎研究,并且,有可能大大提高未來通信系統甚至量子計算機的運行速率。


美科學家突破光通信中的標準量子極限

由于固有噪聲的存在,人們很難或者完全不可能從微弱信號(例如,光網絡中的微弱信號)中提取有意義的信息。現在,美國聯合量子研究所(JQI)的科學家們發明了一種新方法,可將量子系統的誤碼率降低到標準量子極限以下,從而實現更高效的通信。

JQI博士后研究員Francisco Elohim Becerra指出,一臺理想的、效率為100%的接收器可以識別那些低于標準量子極限(一個特定的最低限度的誤差率)的非正交相干態。通過在光的多個相位中對數據進行編碼,科學家們能夠將更多的信息編碼成一個信號,但是,態或者相位的數目越多,接收器越難于識別,特別是對低強度信號而言。

為了“突破”標準量子極限,JQI研究小組設計了一個自適應反饋系統,對輸入信號的相位進行多次測量。

實驗裝置包含:波長為633 nm的脈沖He-Ne激光器,用于提供輸入信號;波長為780 nm的連續激光器,用于提供參考信號;配有分束器的馬赫曾特干涉儀;單模光纖;單光子探測器以及現場可編程門陣列。實驗中,研究人員測量了正交移相鍵控的格式中區分4個態時出現的實驗誤碼率。對于理想接收器而言,誤碼率為6 dB,低于標準量子極限;而對于效率為72%的實際探測器來說,誤碼率為13 dB,同樣也低于量子極限。

Becerra說,該技術在應用于通信網絡之前,還有很多

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責任編輯:廖生玨

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