تقنيات التعدد الضوئي ودمجها للاتصالات داخل الرقاقة والألياف الضوئية

نشر فريق البحث التابع للبروفيسورة خونينا من معهد أنظمة معالجة الصور التابع للأكاديمية الروسية للعلوم ورقة بحثية بعنوان "تقنيات التعدد البصري ودمجها" فيالإلكترونيات الضوئيةتطورات في مجال الرقائق الإلكترونية والاتصالات عبر الألياف الضوئيةمراجعة. طوّر فريق بحث البروفيسورة خونينا العديد من العناصر البصرية الحيودية لتطبيق تقنية تقسيم الصور المتعددة (MDM) في الفضاء الحر والألياف البصريةلكن سعة النطاق الترددي للشبكة أشبه بـ"خزانة الملابس الشخصية"، فهي لا تكفي أبدًا ولا تزيد عن حدها. وقد أدى تدفق البيانات إلى زيادة هائلة في الطلب على حركة البيانات. وتُستبدل رسائل البريد الإلكتروني القصيرة بصور متحركة تستهلك جزءًا كبيرًا من النطاق الترددي. وبالنسبة لشبكات بث البيانات والفيديو والصوت، التي كانت تتمتع بنطاق ترددي وافر قبل بضع سنوات فقط، تتطلع هيئات الاتصالات الآن إلى اتباع نهج غير تقليدي لتلبية الطلب المتزايد على النطاق الترددي. واستنادًا إلى خبرته الواسعة في هذا المجال البحثي، لخص البروفيسور خونينا أحدث وأهم التطورات في مجال تعدد الإرسال بأفضل ما يمكن. وتشمل المواضيع التي غطتها المراجعة تقنيات WDM وPDM وSDM وMDM وOAMM، بالإضافة إلى التقنيات الهجينة الثلاث: WDM-PDM وWDM-MDM وPDM-MDM. ومن بينها، لا يمكن تحقيق N×M قناة إلا باستخدام مُضاعِف إرسال هجين WDM-MDM، وذلك من خلال N طول موجي وM نمط توجيه.

تأسس معهد أنظمة معالجة الصور التابع للأكاديمية الروسية للعلوم (IPSI RAS، وهو الآن فرع من المركز العلمي الفيدرالي للأبحاث التابع للأكاديمية الروسية للعلوم "علم البلورات والضوئيات") عام 1988 انطلاقًا من مجموعة بحثية في جامعة سامارا الحكومية. ويرأس الفريق فيكتور ألكساندروفيتش سويفر، عضو الأكاديمية الروسية للعلوم. ومن بين مجالات البحث التي تركز عليها المجموعة تطوير الأساليب العددية والدراسات التجريبية لحزم الليزر متعددة القنوات. بدأت هذه الدراسات عام 1982، عندما تم تصنيع أول عنصر بصري حيودي متعدد القنوات (DOE) بالتعاون مع فريق الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء، الأكاديمي ألكسندر ميخائيلوفيتش بروخوروف. وفي السنوات اللاحقة، اقترح علماء معهد أنظمة معالجة الصور التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، وقاموا بمحاكاة ودراسة أنواع عديدة من عناصر DOE باستخدام الحواسيب، ثم قاموا بتصنيعها على شكل صور ثلاثية الأبعاد متراكبة ذات أنماط ليزرية عرضية متناسقة. تشمل الأمثلة الدوامات البصرية، ونمط لاكروير-غاوس، ونمط هيرمي-غاوس، ونمط بيسل، ودالة زيرنيك (لتحليل الانحرافات)، وما إلى ذلك. يتم تطبيق عنصر البصريات الحيودية هذا، المصنوع باستخدام الطباعة الحجرية الإلكترونية، على تحليل الحزمة الضوئية بناءً على تحليل الأنماط البصرية. يتم الحصول على نتائج القياس على شكل قمم ارتباط عند نقاط معينة (رتب حيود) في مستوى فورييه.النظام البصريلاحقًا، استُخدم هذا المبدأ لتوليد حزم معقدة، بالإضافة إلى فصل الحزم في الألياف الضوئية والفضاء الحر والوسط المضطرب باستخدام عناصر بصرية حيودية وتقنيات مكانية.المعدلات البصرية.