Австралийские и канадские исследователи под руководством профессора Дэвида Дж. Мосса из Технологического университета Суинберна и почетного профессора Национального института научных исследований (INRS) смогли достичь мирового рекорда передачи данных на расстояние более 75 км стандартного оптическое волокно с использованием мощного класса микрогребенок, называемых солитонными кристаллами.
«Это одна из самых эффективных систем передачи, реализованных в стандартной телекоммуникационной сети, учитывая рекордный объем информации, который можно закодировать и передать по оптическому волокну с минимальной потерей данных», - говорит профессор Роберто Морандотти из INRS, соавтор исследования, опубликованного 22 мая в Nature Communications, и давний сотрудник профессора Мосса.
Телекоммуникационные сети используют множество различных частот или цветов для передачи максимально возможного объема информации. В современных сетях обычно требуется отдельный лазер для каждого цвета, что сложно и дорого настроить должным образом. «Здесь мы решили использовать микрогребенку для замены нескольких лазеров. Подобно расческе для волос, мы можем генерировать набор частот, которые находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, фазу и амплитуду которых можно легко и точно контролировать», - объясняет Морандотти. Возможность обеспечивать все длины волн с помощью одного компактного интегрированного чипа, заменяющего множество параллельных лазеров, обеспечивает наибольшую выгоду с точки зрения производительности, масштабируемости и энергопотребления.
Мы воспользовались тем, что частотная гребенка может быть создана с помощью устройства, известного как микрокольцевой резонатор. До этой работы хорошо работающая гребенка, приводящая к так называемому резонаторному солитону, требовал особого и уникального баланса между цветовой дисперсией и нелинейностью. Такие гребенки, как правило, трудно создать и стабилизировать, и они не очень энергоэффективны даже в идеальных условиях, поэтому исследователи разработали новый способ их получения для телекоммуникационных целей. В частности, если микрорезонатор правильно спроектирован, можно получить точку пересечения между оптическими модами, поддерживаемыми устройством, что, в свою очередь, создает подходящие условия для реализации другого типа микрогребенки, что приводит к так называемому кристаллу. солитоны, которые одновременно надежны и удобны в использовании», - объясняет профессор Морандотти.
Эта работа демонстрирует способность оптических микрогребней работать в требовательных и практичных сетях оптической связи. По словам профессора Морандотти, предлагаемый механизм может быть коммерчески реализован через 5 лет, поскольку аналогичные микрокольцевые резонаторы, предназначенные для менее требовательных приложений, таких как фильтрация, уже хорошо известны и коммерчески доступны..