Técnicas de multiplexación óptica y su integración en chips: una revisión

Técnicas de multiplexación óptica y su combinación para la integración en chip ycomunicación por fibra óptica: una reseña

Las técnicas de multiplexación óptica constituyen un tema de investigación urgente, y académicos de todo el mundo están llevando a cabo investigaciones exhaustivas en este campo. A lo largo de los años, se han propuesto numerosas tecnologías de multiplexación, como la multiplexación por división de longitud de onda (WDM), la multiplexación por división de modo (MDM), la multiplexación por división espacial (SDM), la multiplexación por polarización (PDM) y la multiplexación por momento angular orbital (OAMM). La tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) permite la transmisión simultánea de dos o más señales ópticas de diferentes longitudes de onda a través de una sola fibra, aprovechando al máximo las bajas pérdidas de la fibra en un amplio rango de longitudes de onda. La teoría fue propuesta por primera vez por Delange en 1970, y no fue hasta 1977 cuando comenzó la investigación básica de la tecnología WDM, centrada en su aplicación a las redes de comunicación. Desde entonces, con el continuo desarrollo defibra óptica, fuente de luz, fotodetectorEn otros campos, la exploración de la tecnología WDM también se ha acelerado. La ventaja de la multiplexación por polarización (PDM) radica en que permite multiplicar la cantidad de señal transmitida, ya que dos señales independientes pueden distribuirse en posiciones de polarización ortogonales del mismo haz de luz, y los dos canales de polarización se separan e identifican de forma independiente en el receptor.

A medida que crece la demanda de mayores velocidades de datos, el último grado de libertad de la multiplexación, el espacio, ha sido objeto de intenso estudio durante la última década. Entre las técnicas de multiplexación, la multiplexación por división de modos (MDM) se genera principalmente mediante N transmisores, y se implementa mediante un multiplexor de modo espacial. Finalmente, la señal soportada por el modo espacial se transmite a la fibra de modo bajo. Durante la propagación de la señal, todos los modos en la misma longitud de onda se tratan como una unidad del supercanal de multiplexación por división espacial (SDM); es decir, se amplifican, atenúan y suman simultáneamente, sin posibilidad de procesamiento de modo individual. En MDM, se asignan diferentes contornos espaciales (es decir, diferentes formas) de un patrón a diferentes canales. Por ejemplo, se envía un canal a través de un haz láser con forma de triángulo, cuadrado o círculo. Las formas utilizadas por MDM en aplicaciones reales son más complejas y poseen características matemáticas y físicas únicas. Esta tecnología representa, sin duda, el avance más revolucionario en la transmisión de datos por fibra óptica desde la década de 1980. La tecnología MDM proporciona una nueva estrategia para implementar más canales y aumentar la capacidad de enlace utilizando una única portadora de longitud de onda. El momento angular orbital (OAM) es una característica física de las ondas electromagnéticas en la que la trayectoria de propagación está determinada por el frente de onda de fase helicoidal. Dado que esta característica se puede utilizar para establecer múltiples canales separados, la multiplexación inalámbrica por momento angular orbital (OAMM) puede aumentar eficazmente la velocidad de transmisión en transmisiones de alta frecuencia (como enlaces de retorno o de ida y vuelta inalámbricos).