Daha minyatür cihazlarda, verimli optik mod aktarımı elde etmek, optik iletişim için çok önemlidir!
Mod kontrolü, veri iletim hatlarındaki bağlantılar ve anahtarlar veya optik devrelerde kullanılan bazı karşılıklı olmayan ekipman, örneğin belirli bir giriş modu için optik iletişim ve veri işleme teknolojisi için gereklidir, kontrol çıkış modu Tek veya çift olma yeteneği anahtardır. Şimdi, Çinli ve Kanadalı araştırmacılar, öncekinden daha küçük cihazlarda verimli optik mod aktarımı elde etmek için yeni mobilite özelliklerinin "tekilliğini" nasıl kullanacaklarını gösterdiler.
Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Wuhan Ulusal Optoelektronik Laboratuvarı'nda araştırmacı olan ve bu en son sonuçların ana yazarı olan Wang Bing şöyle açıkladı: Bu tür cihazları en küçük boyut, düşük ekleme kaybı ve yüksek verimlilikle gerçekleştirmek her zaman çok zordur! Bu zorlukla başa çıkmak için Wuhan Ulusal Optoelektronik Laboratuvarı, Wuhan Teknoloji Üniversitesi, Şangay Çin Bilimler Akademisi Lazer Bilimi Mükemmeliyet Merkezi ve Ottawa Üniversitesi'nden Wang Bing ve işbirlikçileri, neden olan matematiksel bir kavram olan "tekillik" davranışını inceledi. Mikrodalga ve optik yönlendirme sistemleri araştırmacıları, tanımladıkları topolojik özelliklerdeki olası mod kaymaları nedeniyle ilgi çekicidir.
Örnek: dalga kılavuzunun geometrik bir parametresi olarak, mod dönüşümü etrafında hareket eden tekil nokta
Bununla birlikte, mod iletim cihazlarında özellikler geliştirmeye yönelik önceki çabalar, kaçınılmaz olarak daha minyatürleştirilmiş uygulamalar için uygun olmayan uzun dalga kılavuzlarına yol açan mod iletim verimliliği ve iletimini optimize ederek sınırlandırılmıştır. Araştırmacılar ilk kez belirli noktaların hareket ettirilebileceğini düşündüler. Bu, daha kısa bir dalga kılavuzunda yüksek mod iletim verimliliği ve geçirgenliği elde etmelerini sağlar. Manifold, her noktada yerel olarak Öklid uzayına benzeyen bir topolojik uzay tanımlar. Gerçek bir tek boyutlu uzayda, bu düz çizgiler veya daireler içerebilir, ancak 8 sayı içermez, çünkü Öklid uzayında Kavşak bulunamadı.
Karmaşık sayılar, hayali kısmın 1'in karekökü ile orantılı olduğu gerçek ve hayali kısımları içerir ve genellikle fiziksel sistemlerdeki sönümleme davranışını tanımlamak için kullanılır. Bu iki bileşenin varlığından dolayı, tek boyutlu bir karmaşık manifold, enerji tüketen bir sistemdeki belirli bir modun enerji özdeğerlerini temsil edebilen, Riemann yüzeyi adı verilen bir düzlem olarak temsil edilir. Tekil nokta, sistemde mod aktarımına izin veren topolojik bir özellik olan, iki modun kesiştiği bir dal tekilliğidir. Araştırmacılar, iki ızgaralı bir dalga kılavuzu ürettiler.Bu ızgaralar silikon oksit üzerine silikonla kazınmışlar. Izgaranın kenarlarındaki dalgalanmalar sistemin etkin kaybını etkilemektedir.
Izgara genişliği eğrisi ve ızgara aralığı tekil nokta koordinatlarını kapsıyorsa, mod dönüşümü gerçekleşir.Bu nedenle, sistem parametrelerine bağlı olarak, tek veya çift mod girişi tek veya çift mod çıktısı ile sonuçlanacaktır. Bununla birlikte, tekil noktanın dalga kılavuzunun giriş ucuna yakın olup olmadığı, böylece özdeğerler onu etkili mod aktarımı elde etmek için kolayca çevreleyebilir, ancak sistemin yüksek kaybı nedeniyle, geçirgenlik çok düşüktür. Veya tekil nokta dalga kılavuzunun girişinden çok uzaktadır, bu nedenle dalga kılavuzu daha uzun olmadığı sürece, mod iletim verimliliği etkilenecektir.
En iyi eyalet
Araştırmacılar, belirli noktanın hareket etmesine izin veren ızgaranın genişliğini ve aralığını değiştirerek dalga kılavuzu uzunluğu ile performans arasındaki dengeyi atladılar. Mobil tekillikler kavramsal bir atılımdır çünkü başlangıçta iki boyutlu bir parametre uzayında ele alınmışlardır. Aslında, araştırmacılar, dalga kılavuzunun ızgara dalgalanmasını değiştirerek kararlı belirli noktaların kaybını azaltmak için çalışıyorlar. Bununla birlikte, bu şekilde, özellikler artık sabit değildir.Bu etkiyi açıklamak için teoriler geliştirdikten sonra, araştırmacılar sonuçlarını doğrulamak için sayısal simülasyonlar kullanabilirler.
Araştırmacılar, bu etkinin, optik devrelere elektronik benzeri yön sapmaları getiren ve uygulanabilir olması gereken, entegre cihazlardaki optik dönüştürücüler, kuplörler, filtreler ve anahtarların yanı sıra geniş bantlı optik izolatörler ve sirkülatörler için geçerli olacağını tahmin ediyor. Ses dalgaları ve madde dalgaları için. Bir sonraki adımda, araştırmacılar özellikleri gerçek zamanlı olarak değiştirmeyi planlıyorlar.LiNbO3 güçlü bir elektro-optik etkiye sahiptir ve harici elektrik alanını değiştirerek dalga kılavuzunun etkili dielektrik sabitini kontrol edebilir.
Araştırma / Gönderen: Copyright Science X Network / Anna Demming / Phys
Referans Dergisi "Physics Review Letters"
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
