optical chip

Солитонные гребни позволяют «записывать» оптическую скорость передачи данных 55 Тбит / с

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) и École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) установили новый рекорд для оптической передачи данных. Команда использует оптические солитоны, циркулирующие в микрорезонаторах нитрида кремния, для генерации широкополосных оптических гребенчатых частот. Два таких совмещенных частотных гребня обеспечивают массированную параллельную передачу данных на 179 каналах с длиной волны более 50 терабит в секунду.

Soliton frequency combs

Оптические солитоны — это специальные волны, которые распространяются по волокну без изменения их формы. В оптической связи солитоны могут генерировать частотные гребенки с различными спектральными линиями, что позволяет создавать эффективные и компактные высокопроизводительные оптические системы связи. Этот очень высокий эффект скорости был недавно продемонстрирован исследователями KIT и EPFL.

В группе использовались микрорезонаторы с нитридом кремния, которые легко интегрируются в компактные системы связи. Внутри этих резонаторов солитоны непрерывно циркулируют, создавая широкополосные оптические частотные гребенки. Такие частотные гребни, для которых Джон Холл и Теодор У. Хенш были удостоены Нобелевской премии по физике в 2005 году, состоят из множества спектральных линий, которые выровнены на обычной эквидистантной сетке.

Традиционно частотные гребни действуют как высокоточные оптические ссылки для точного измерения частот. Так называемые частотные гребцы Керра имеют большие оптические полосы пропускания с большими расстояниями между линиями, и они хорошо подходят для передачи данных. Каждая отдельная спектральная линия может использоваться для передачи отдельного канала данных.

55 терабит в секунд. Важный шаг на пути к высокоэффективным приемопередатчикам на чиповой шкале для сетей с петабитом.

В своих экспериментах исследователи использовали две раскладные частоты с чередованием для передачи данных на 179 отдельных оптических носителях, которые полностью покрывают полосы оптической связи C и L и позволяют передавать данные со скоростью 55 терабит в секунду на расстояние 75 км.

«Это эквивалентно передаче более пяти миллиардов телефонных звонков или более двух миллионов телевизионных каналов HD по одному волокну. Это самая высокая скорость передачи данных, когда-либо достигнутая с использованием частотного гребенчатого источника в чип-формате », — сказал Кристиан Коос, профессор IPQ КИТ и IMT. Профессор Koos получил выпуск независимого исследовательского гранта Европейского исследовательского совета за исследования оптических гребней частоты.

Команда говорит, что эти компоненты могут значительно снизить энергопотребление источника света в системах связи.

Основой работы исследователей являются микрорезонаторы с низким уровнем потерь оптического кремния нитрида. В них солитонное состояние, описанное в статье «Природа», впервые было создано рабочей группой вокруг профессора Тобиаса Киппенберга в EPFL в 2014 году.

Источник: Karlsruhe Institute of Technology