Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio han fabricado un módulo multiplexor / demultiplexor basado en una propiedad de la luz que no estaba siendo explotada en los sistemas de comunicaciones: el vórtice óptico. Dichos dispositivos serán cruciales para mejorar las redes ópticas, que son la columna vertebral de la actualidad.Internet, para que puedan satisfacer las demandas de tráfico del mañana.
En nuestra era centrada en la comunicación, el tráfico de Internet ha aumentado rápidamente. Las enormes cantidades de datos que viajan a través de Internet están habilitadas por grandes redes troncales, que generalmente involucran millones de conexiones implementadas utilizando tecnología de comunicación óptica. Previendo que este aumento de datosel flujo no se detendrá pronto, los investigadores de todo el mundo están buscando formas de desarrollar y mejorar aún más las comunicaciones ópticas.
Una técnica omnipresente en las comunicaciones electrónicas modernas es la multiplexación, que es una forma de maximizar el uso del ancho de banda disponible. La multiplexación consiste en empaquetar múltiples señales en una sola señal que puede enviarse a través de un medio compartido, como una fibra óptica.La señal compleja recibida se demultiplexa en el receptor y cada señal simple se enruta a su destino previsto. En la actualidad, se utilizan múltiples enfoques de multiplexación para alcanzar velocidades de más de 100 gbits / s a través de redes ópticas.
Sin embargo, necesitamos encontrar una manera de agrupar más datos en señales ópticas sin requerir más energía y a un bajo costo; es decir, se necesitan nuevas tecnologías de multiplexación. Los métodos prometedores recientes implican aprovechar las propiedades de la luz que no se usan convencionalmente paracomunicación para codificar señales independientes. Por ejemplo, la polarización de la luz ya se ha empleado y se han propuesto aplicaciones prácticas.
Por otro lado, hay otra característica de la luz, llamada "vórtice óptico", que puede ser explotada. Este fue el foco de una investigación llevada a cabo en el Instituto de Tecnología de Tokio, dirigida por el profesor asistente Tomohiro Amemiya ".El vórtice óptico transporta el momento angular orbital de la luz y puede usarse para multiplexar señales asignando cada señal a una onda de luz de momento diferente ", explica Amemiya. La aplicación del vórtice óptico para la multiplexación de señales representa un territorio sin explotar con gran potencial.
Por supuesto, incluso para pensar en codificar señales en ondas de luz con diferentes vórtices ópticos y transmitirlas, primero es necesario diseñar e implementar los circuitos necesarios para las operaciones de multiplexación y demultiplexación. Por lo tanto, el equipo de investigación diseñó y fabricó un orbitalmódulo de multiplexación / demultiplexación de momento angular.
Su dispositivo fue fabricado para tomar cinco señales independientes como entrada. Usando una combinación de dos pequeñas estructuras de circuito, llamadas un acoplador en estrella y un generador de vórtice óptico, cada una de las cinco señales está "codificada" con un ángulo óptico únicoimpulso La señal de salida consiste en una combinación de las cinco señales, y el circuito receptor solo tiene que realizar la operación de multiplexación en reversa demultiplexación para terminar nuevamente con las cinco señales independientes.
El módulo fabricado
Las puntas curvas de las guías de onda del generador de vórtice óptico estaban hechas de silicio y medían unos pocos micrómetros. El proceso de fabricación del generador de vórtice óptico se había informado en investigaciones anteriores, y el trabajo ahora realizado por el equipo demuestra unoaplicación concreta de esta tecnología.
Los dispositivos y las técnicas de multiplexación como las demostradas por el equipo serán cruciales en un futuro muy cercano. "Es cierto que la demanda de sistemas de alta capacidad con bajo costo y menos pérdidas de energía aumentará aún más en el futuro", afirmaAmemiya. Afortunadamente, seguramente habrá más formas de mejorar los sistemas de comunicaciones actuales mediante la explotación de las propiedades no explotadas de la luz para llevarnos un paso adelante en nuestra era de la comunicación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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