เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบออปติคัลและการผสมผสานระหว่างการสื่อสารแบบออนชิปและไฟเบอร์ออปติก

ทีมวิจัยของศาสตราจารย์ Khonina จากสถาบันระบบประมวลผลภาพของ Russian Academy of Sciences ตีพิมพ์บทความเรื่อง “เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบออปติคัลและการผสมผสาน” ในออปโตอิเล็กทรอนิกส์ความก้าวหน้าสำหรับออนชิปและการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง:บทวิจารณ์ กลุ่มวิจัยของศาสตราจารย์ Khonina ได้พัฒนาองค์ประกอบออปติกแบบเลี้ยวเบนหลายชิ้นสำหรับการนำ MDM ไปใช้ในอวกาศว่างและใยแก้วนำแสงแต่แบนด์วิดท์เครือข่ายก็เปรียบเสมือน “ตู้เสื้อผ้าส่วนตัว” ไม่เคยใหญ่เกินไปและไม่เคยเพียงพอ กระแสข้อมูลได้สร้างความต้องการการรับส่งข้อมูลที่พุ่งสูงขึ้น ข้อความอีเมลสั้นๆ กำลังถูกแทนที่ด้วยภาพเคลื่อนไหวที่กินแบนด์วิดท์ สำหรับเครือข่ายกระจายเสียงข้อมูล วิดีโอ และเสียง ซึ่งเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมามีแบนด์วิดท์มากมาย หน่วยงานโทรคมนาคมกำลังมองหาแนวทางที่แปลกใหม่เพื่อตอบสนองความต้องการแบนด์วิดท์ที่ไม่มีที่สิ้นสุด จากประสบการณ์อันยาวนานในการวิจัยด้านนี้ ศาสตราจารย์โคนินาได้สรุปความก้าวหน้าล่าสุดและสำคัญที่สุดในสาขามัลติเพล็กซ์อย่างดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ หัวข้อที่ครอบคลุมในบทวิจารณ์นี้ประกอบด้วย WDM, PDM, SDM, MDM, OAMM และเทคโนโลยีไฮบริดสามชนิด ได้แก่ WDM-PDM, WDM-MDM และ PDM-MDM ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านี้ มีเพียงการใช้มัลติเพล็กเซอร์ไฮบริด WDM-MDM เท่านั้นที่สามารถสร้างช่องสัญญาณ N×M ผ่านความยาวคลื่น N และโหมดไกด์ M

สถาบันระบบประมวลผลภาพของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซีย (IPSI RAS ซึ่งปัจจุบันเป็นสาขาหนึ่งของศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งสหพันธรัฐรัสเซีย “ผลึกศาสตร์และโฟโตนิกส์”) ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2531 โดยอาศัยกลุ่มวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐซามารา นำทีมโดยวิกเตอร์ อเล็กซานโดรวิช โซยเฟอร์ สมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งรัสเซีย หนึ่งในทิศทางการวิจัยของกลุ่มวิจัยนี้คือการพัฒนาวิธีการเชิงตัวเลขและการศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับลำแสงเลเซอร์แบบหลายช่องสัญญาณ การศึกษาเหล่านี้เริ่มต้นขึ้นในปี พ.ศ. 2525 เมื่อองค์ประกอบแสงแบบเลี้ยวเบนหลายช่องสัญญาณ (DOE) ชิ้นแรกเกิดขึ้นโดยความร่วมมือกับทีมนักวิชาการอเล็กซานเดอร์ มิคาอิโลวิช โปรโครอฟ ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ในปีต่อๆ มา นักวิทยาศาสตร์ของ IPSI RAS ได้เสนอ จำลอง และศึกษาองค์ประกอบ DOE หลายประเภทบนคอมพิวเตอร์ จากนั้นจึงสร้างองค์ประกอบเหล่านี้ขึ้นมาในรูปแบบโฮโลแกรมเฟสซ้อนทับต่างๆ ที่มีรูปแบบเลเซอร์ตามขวางที่สอดคล้องกัน ตัวอย่าง ได้แก่ กระแสน้ำวนเชิงแสง โหมดลาโครเออร์-เกาส์ โหมดเฮอร์มี-เกาส์ โหมดเบสเซล ฟังก์ชันเซอร์นิก (สำหรับการวิเคราะห์ความคลาดเคลื่อน) เป็นต้น DOE นี้สร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคการพิมพ์หินอิเล็กตรอน นำมาประยุกต์ใช้กับการวิเคราะห์ลำแสงโดยอาศัยการแยกตัวของโหมดเชิงแสง ผลการวัดจะได้ในรูปของจุดสูงสุดของสหสัมพันธ์ ณ จุดที่กำหนด (ลำดับการเลี้ยวเบน) ในระนาบฟูริเยร์ของระบบออปติคอลต่อมาหลักการนี้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างลำแสงที่ซับซ้อน รวมถึงการแยกลำแสงในเส้นใยแก้วนำแสง พื้นที่ว่าง และสื่อปั่นป่วนโดยใช้ DOE และเชิงพื้นที่ตัวปรับเปลี่ยนแสง.