Chan eil fada bho chionn fhada, bha duilleag freagairt meadhan-bliadhna airson leasachadh co-roinnte Hengqin eadar Zhuhai agus Macao a’ tighinn am follais mean air mhean. Tharraing aon de na snàithleanan optaigeach thar-chrìochan aire. Chaidh e tro Zhuhai agus Macao gus eadar-cheangal cumhachd coimpiutaireachd agus roinneadh ghoireasan a thoirt gu buil bho Macao gu Hengqin, agus gus seanal fiosrachaidh a thogail. Tha Shanghai cuideachd a’ brosnachadh pròiseact ùrachadh is cruth-atharrachaidh lìonra conaltraidh uile-snàithleach “optaigeach gu cùl copair” gus dèanamh cinnteach à leasachadh eaconamach àrd-inbhe agus seirbheisean conaltraidh nas fheàrr do luchd-còmhnaidh.
Le leasachadh luath teicneòlas an eadar-lìn, tha iarrtas luchd-cleachdaidh airson trafaic eadar-lìn a’ sìor fhàs latha às dèidh latha, agus tha mar a leasaicheas tu comas conaltraidh snàithleach optaigeach air a bhith na dhuilgheadas èiginneach a dh’ fheumar fhuasgladh.
Bho nochd teicneòlas conaltraidh snàithleach optaigeach, tha e air atharrachaidhean mòra adhbhrachadh ann an raointean saidheans is teicneòlais agus comann-shòisealta. Mar thagradh cudromach de theicneòlas laser, tha teicneòlas fiosrachaidh laser air a riochdachadh le teicneòlas conaltraidh snàithleach optaigeach air frèam lìonra conaltraidh an latha an-diugh a thogail agus air a bhith na phàirt chudromach de thar-chur fiosrachaidh. Tha teicneòlas conaltraidh snàithleach optaigeach na fheachd giùlain chudromach ann an saoghal an eadar-lìn an-diugh, agus tha e cuideachd mar aon de na prìomh theicneòlasan ann an aois an fhiosrachaidh.
Le nochdadh leantainneach diofar theicneòlasan ùra leithid an t-Eadar-lìon nan Rudan, dàta mòr, fìrinn fhìor-riochdail, inntleachd shaorga (AI), conaltradh gluasadach còigeamh ginealach (5G) agus teicneòlasan eile, tha iarrtasan nas àirde air an cur air iomlaid agus sgaoileadh fiosrachaidh. A rèir dàta rannsachaidh a chaidh fhoillseachadh le Cisco ann an 2019, bidh trafaic IP bliadhnail cruinneil ag àrdachadh bho 1.5ZB (1ZB = 1021B) ann an 2017 gu 4.8ZB ann an 2022, le ìre fàis bliadhnail co-thàthaichte de 26%. Le aghaidh ri gluasad fàis trafaic àrd, tha conaltradh snàithleach optaigeach, mar am pàirt as cudromaiche den lìonra conaltraidh, fo chuideam mòr airson ùrachadh. Bidh siostaman agus lìonraidhean conaltraidh snàithleach optaigeach àrd-astar, mòr-chomasach mar phrìomh stiùireadh leasachaidh teicneòlas conaltraidh snàithleach optaigeach.
Eachdraidh Leasachaidh agus Inbhe Rannsachaidh Teicneòlas Conaltraidh Snàithleach Optaigeach
Chaidh a’ chiad leusair rubaidh a leasachadh ann an 1960, às dèidh do Arthur Showlow agus Charles Townes faighinn a-mach ann an 1958 mar a tha leusairean ag obair. An uairsin, ann an 1970, chaidh a’ chiad leusair leth-chonnsachaidh AlGaAs a bha comasach air obrachadh gu leantainneach aig teòthachd an t-seòmair a leasachadh gu soirbheachail, agus ann an 1977, chaidh an leusair leth-chonnsachaidh a thoirt gu buil gus obrachadh gu leantainneach airson deichean de mhìltean de dh'uairean ann an àrainneachd phractaigeach.
Gu ruige seo, tha na riatanasan aig leusairean airson conaltradh malairteach le snàithleach optaigeach. Bho thoiseach innleachd an leusair, dh’aithnich na h-innleadairean a chomas cudromach airson a chleachdadh ann an raon conaltraidh. Ach, tha dà easbhaidh follaiseach ann an teicneòlas conaltraidh leusair: is e aon dhiubh gu bheil tòrr lùth air chall air sgàth sgaradh beam an leusair; is e am fear eile gu bheil buaidh mhòr aig àrainneachd an tagraidh air, leithid gum bi an tagradh san àrainneachd àile gu mòr fo ùmhlachd atharrachaidhean ann an suidheachaidhean sìde. Mar sin, airson conaltradh leusair, tha stiùireadh tonn optaigeach freagarrach glè chudromach.
Tha an snàithleach optaigeach a thathar a’ cleachdadh airson conaltraidh, air a mholadh leis an Dr. Kao Kung, buannaiche Duais Nobel ann am fiosaig, a’ coinneachadh ri feumalachdan teicneòlas conaltraidh leusair airson treòraichean tonn. Mhol e gum faod call sgapadh Rayleigh snàithleach optaigeach glainne a bhith glè ìosal (nas lugha na 20 dB/km), agus gu bheil call cumhachd ann an snàithleach optaigeach a’ tighinn sa mhòr-chuid bho bhith a’ gabhail a-steach solas le neo-chunbhalachdan ann an stuthan glainne, agus mar sin is e glanadh stuthan an iuchair airson call snàithleach optaigeach a lughdachadh, agus chomharraich e cuideachd gu bheil tar-chur aon-mhodh cudromach gus deagh choileanadh conaltraidh a chumail suas.
Ann an 1970, leasaich Companaidh Glainne Corning snàithleach optaigeach ioma-mhodh stèidhichte air grian-chlach le call de mu 20dB/km a rèir moladh glanaidh an Dr. Kao, a’ dèanamh snàithleach optaigeach na fhìrinn airson meadhanan tar-chuir conaltraidh. Às deidh rannsachadh is leasachadh leantainneach, bha call snàithleach optaigeach stèidhichte air grian-chlach a’ tighinn faisg air a’ chrìoch teòiridheach. Gu ruige seo, tha cumhaichean conaltraidh snàithleach optaigeach air an coinneachadh gu h-iomlan.
Ghabh siostaman conaltraidh snàithleach optaigeach tràtha uile ris an dòigh lorg dhìreach airson faighinn. 'S e dòigh conaltraidh snàithleach optaigeach a tha seo a tha caran sìmplidh. 'S e lorgaire lagh ceàrnagach a th' ann am PD, agus chan urrainnear ach dian an t-soidhne optaigeach a lorg. Tha an dòigh lorg dhìreach seo air leantainn bhon chiad ghinealach de theicneòlas conaltraidh snàithleach optaigeach anns na 1970an gu tràth anns na 1990an.
Gus cleachdadh an speactram a mheudachadh taobh a-staigh an leud-bann, feumaidh sinn tòiseachadh bho dhà thaobh: is e aon dhiubh teicneòlas a chleachdadh gus faighinn faisg air crìoch Shannon, ach tha an àrdachadh ann an èifeachdas speactram air na riatanasan airson a’ cho-mheas cian-chonaltraidh-gu-fuaim a mheudachadh, agus mar sin a’ lughdachadh an astar tar-chuir; is e am fear eile làn fheum a dhèanamh den ìre, Tha comas giùlain fiosrachaidh na stàite polarachaidh air a chleachdadh airson tar-chuir, agus is e sin an dàrna ginealach de shiostam conaltraidh optigeach co-leanailteach.
Bidh an siostam conaltraidh optaigeach co-leanailteach den dàrna ginealach a’ cleachdadh measgaiche optaigeach airson lorg intradyne, agus a’ gabhail ri gabhail iomadachd pòlarachaidh, is e sin, aig a’ cheann a gheibh e, tha an solas comharra agus an solas oscillator ionadail air an sgaradh ann an dà ghath solais aig a bheil staidean pòlarachaidh ceart-cheàrnach ri chèile. San dòigh seo, faodar gabhail neo-mhothachail air pòlarachadh a choileanadh. A bharrachd air an sin, bu chòir a chomharrachadh aig an àm seo, gum faodar tracadh tricead, ath-bheothachadh ìre giùlain, co-ionannachd, sioncronachadh, tracadh pòlarachaidh agus dì-iomadachadh aig a’ cheann a gheibh e uile a chrìochnachadh le teicneòlas giullachd chomharran didseatach (DSP), a tha gu mòr a’ sìmpleachadh dealbhadh bathar-cruaidh a’ ghlacadair, agus a’ leasachadh comas ath-bheothachaidh chomharran.
Beagan Dhùbhlain agus Beachdachaidhean a tha mu choinneimh Leasachadh Teicneòlas Conaltraidh Snàithleach Optaigeach
Tro bhith a’ cur diofar theicneòlasan an sàs, tha na cearcallan acadaimigeach agus an gnìomhachas air ruighinn gu ìre mhòr air crìoch èifeachdas speactram siostam conaltraidh snàithleach optaigeach. Gus leantainn air adhart a’ meudachadh comas tar-chuir, chan urrainnear sin a choileanadh ach le bhith ag àrdachadh leud-bann an t-siostaim B (a’ meudachadh comas gu loidhneach) no ag àrdachadh co-mheas comharra-gu-fuaim. Tha an deasbad sònraichte mar a leanas.
1. Fuasgladh gus cumhachd tar-chuir a mheudachadh
Leis gum faodar a’ bhuaidh neo-loidhneach a tha air adhbhrachadh le tar-chur cumhachd àrd a lùghdachadh le bhith a’ meudachadh farsaingeachd èifeachdach earrann-tarsainn an t-snàithleach gu ceart, ’s e fuasgladh a th’ ann airson cumhachd a mheudachadh snàithleach beagan-mhodhan a chleachdadh an àite snàithleach aon-mhodhan airson tar-chur. A bharrachd air an sin, is e an fhuasgladh as cumanta an-dràsta airson buaidhean neo-loidhneach a bhith a’ cleachdadh an algairim didseatach air ais-iomadachadh (DBP), ach bidh leasachadh coileanadh an algairim ag adhbhrachadh àrdachadh ann an iom-fhillteachd coimpiutaireachd. O chionn ghoirid, tha rannsachadh air teicneòlas ionnsachaidh innealan ann an dìoladh neo-loidhneach air deagh chothrom tagraidh a nochdadh, a lughdaicheas iom-fhillteachd an algairim gu mòr, agus mar sin faodar dealbhadh siostam DBP a chuideachadh le ionnsachadh innealan san àm ri teachd.
2. Meudaich leud-bann an amplifier optigeach
Faodaidh àrdachadh an leud-bann briseadh tro chuingealachadh raon tricead EDFA. A bharrachd air a’ chòmhlan-C agus a’ chòmhlan-L, faodar a’ chòmhlan-S a thoirt a-steach don raon tagraidh cuideachd, agus faodar an amplifier SOA no Raman a chleachdadh airson leudachadh. Ach, tha call mòr aig an t-snàithleach optaigeach a th’ ann mar-thà ann am bannan tricead a bharrachd air a’ chòmhlan-S, agus tha e riatanach seòrsa ùr de shnàithleach optaigeach a dhealbhadh gus call tar-chuir a lughdachadh. Ach airson a’ chòrr de na còmhlain, tha teicneòlas leudachadh optaigeach a tha ri fhaighinn gu malairteach na dhùbhlan cuideachd.
3. Rannsachadh air snàithleach optaigeach le call tar-chuir ìosal
’S e rannsachadh air snàithleach le call tar-chuir ìosal aon de na cùisean as cudromaiche san raon seo. Tha comas aig snàithleach cridhe falamh (HCF) call tar-chuir nas ìsle a bhith aige, a lughdaicheas an dàil ùine ann an tar-chur snàithleach agus a dh’ fhaodadh an duilgheadas neo-loidhneach a tha aig snàithleach a thoirt air falbh gu ìre mhòr.
4. Rannsachadh air teicneòlasan co-cheangailte ri iomadachadh roinneadh fànais
Tha teicneòlas iomadachaidh roinn-fànais na fhuasgladh èifeachdach airson comas aon snàithleach a mheudachadh. Gu sònraichte, thathas a’ cleachdadh snàithleach optaigeach ioma-cridhe airson tar-chuir, agus tha comas aon snàithleach air a dhùblachadh. Is e a’ phrìomh cheist a thaobh seo a bheil amplifier optaigeach nas èifeachdaiche ann. , air neo chan urrainn dha a bhith co-ionann ach ri iomadh snàithleach optaigeach aon-cridhe; a’ cleachdadh teicneòlas iomadachaidh roinn-mòd a’ gabhail a-steach modh polarization loidhneach, beam OAM stèidhichte air singilteachd ìre agus beam vectar siolandair stèidhichte air singilteachd polarization, faodaidh teicneòlas mar sin a bhith. Bidh iomadachaidh beam a’ toirt seachad ìre ùr de shaorsa agus a’ leasachadh comas siostaman conaltraidh optaigeach. Tha cothroman tagraidh farsaing aige ann an teicneòlas conaltraidh snàithleach optaigeach, ach tha an rannsachadh air amplifiers optaigeach co-cheangailte cuideachd na dhùbhlan. A bharrachd air an sin, tha e airidh air aire cuideachd mar a chothromaicheas tu iom-fhillteachd an t-siostaim air adhbhrachadh le dàil buidhne modh eadar-dhealaichte agus teicneòlas co-ionannachd didseatach ioma-chur-a-steach ioma-toradh.
Cothroman airson Leasachadh Teicneòlas Conaltraidh Snàithleach Optaigeach
Tha teicneòlas conaltraidh snàithleach optaigeach air leasachadh bhon chiad tar-chur aig astar ìosal chun an tar-chuir aig astar àrd a th’ ann an-dràsta, agus tha e air a bhith mar aon de na teicneòlasan cnàimh-droma a tha a’ toirt taic don chomann-fhiosrachaidh, agus tha e air raon mòr de chuspairean agus de shòisealta a chruthachadh. San àm ri teachd, mar a bhios iarrtas na comann-shòisealta airson tar-chur fiosrachaidh a’ sìor fhàs, bidh siostaman conaltraidh snàithleach optaigeach agus teicneòlasan lìonra ag atharrachadh a dh’ionnsaigh comas, fiosrachadh agus amalachadh fìor mhòr. Fhad ‘s a bhios iad a’ leasachadh coileanadh tar-chuir, cumaidh iad orra a’ lughdachadh chosgaisean agus a’ frithealadh beòshlaint nan daoine agus a’ cuideachadh na dùthcha ann a bhith a’ togail fiosrachaidh. Tha pàirt chudromach aig a’ chomann-shòisealta. Tha CeiTa air co-obrachadh le grunn bhuidhnean tubaistean nàdurrach, a dh’ fhaodas ro-innse a dhèanamh air rabhaidhean sàbhailteachd roinneil leithid crith-thalmhainn, tuiltean agus tsunamis. Chan fheum e ach a bhith ceangailte ri ONU CeiTa. Nuair a thachras tubaist nàdurrach, cuiridh an stèisean crith-thalmhainn rabhadh tràth a-mach. Thèid an teirminéal fo Rabhaidhean ONU a shioncronachadh.
(1) Lìonra optaigeach tuigseach
An coimeas ris an t-siostam conaltraidh gun uèir, tha an siostam conaltraidh optaigeach agus lìonra an lìonra optaigeach snasail fhathast aig ìre thràth a thaobh rèiteachadh lìonra, cumail suas lìonra agus breithneachadh lochdan, agus chan eil an ìre fiosrachaidh gu leòr. Air sgàth comas mòr aon snàithleach, bidh buaidh mhòr aig fàilligeadh snàithleach sam bith air an eaconamaidh agus air a’ chomann-shòisealta. Mar sin, tha sgrùdadh paramadairean lìonra glè chudromach airson leasachadh lìonraidhean snasail san àm ri teachd. Am measg nan stiùiridhean rannsachaidh air am feumar aire a thoirt san taobh seo san àm ri teachd tha: siostam sgrùdaidh paramadair siostaim stèidhichte air teicneòlas co-leanailteach sìmplidh agus ionnsachadh innealan, teicneòlas sgrùdaidh meud corporra stèidhichte air mion-sgrùdadh comharran co-leanailteach agus meòrachadh raon-ama optaigeach mothachail air ìre.
(2) Teicneòlas agus siostam amalaichte
Is e prìomh adhbhar amalachadh innealan cosgaisean a lughdachadh. Ann an teicneòlas conaltraidh snàithleach optaigeach, faodar tar-chur chomharran aig astar goirid agus aig astar àrd a thoirt gu buil tro ath-nuadhachadh leantainneach chomharran. Ach, air sgàth nan duilgheadasan a thaobh ath-bheothachadh staid ìre agus polarachaidh, tha amalachadh shiostaman co-leanailteach fhathast caran duilich. A bharrachd air an sin, ma thèid siostam optaigeach-dealain-optaigeach amalaichte air sgèile mhòr a thoirt gu buil, thèid comas an t-siostaim a leasachadh gu mòr cuideachd. Ach, air sgàth nithean leithid èifeachdas teicnigeach ìosal, iom-fhillteachd àrd, agus duilgheadas ann an amalachadh, chan eil e comasach comharran uile-optaigeach leithid 2R uile-optaigeach (ath-leudachadh, ath-chumadh), 3R (ath-leudachadh, ath-ùineachadh, agus ath-chumadh) a bhrosnachadh gu farsaing ann an raon teicneòlas giullachd conaltraidh optaigeach. Mar sin, a thaobh teicneòlas agus siostaman amalachaidh, tha na stiùiridhean rannsachaidh san àm ri teachd mar a leanas: Ged a tha an rannsachadh a th’ ann mar-thà air siostaman iomadachaidh roinneadh fànais caran beairteach, chan eil prìomh phàirtean siostaman iomadachaidh roinneadh fànais air adhartasan teicneòlach a choileanadh fhathast anns an saoghal acadaimigeach agus gnìomhachas, agus tha feum air barrachd neartachaidh. Rannsachadh, leithid leusairean is moduladairean amalaichte, gabhadairean amalaichte dà-thaobhach, amplifiers optigeach amalaichte àrd-èifeachdais lùtha, msaa.; dh’ fhaodadh seòrsachan ùra de shnàithleanan optigeach leud-bann an t-siostaim a leudachadh gu mòr, ach tha feum air tuilleadh rannsachaidh fhathast gus dèanamh cinnteach gum faod an coileanadh coileanta agus na pròiseasan saothrachaidh aca an ìre aon-ìre a th’ ann mar-thà de shnàithlean modh a ruighinn; sgrùdadh a dhèanamh air diofar innealan a ghabhas cleachdadh leis an t-snàithlean ùr anns a’ cheangal conaltraidh.
(3) Innealan conaltraidh optaigeach
Ann an innealan conaltraidh optaigeach, tha toraidhean tùsail air a bhith ann an rannsachadh is leasachadh innealan fotonach sileaconach. Ach, an-dràsta, tha rannsachadh co-cheangailte ri dachaigheil stèidhichte sa mhòr-chuid air innealan fulangach, agus tha rannsachadh air innealan gnìomhach car lag. A thaobh innealan conaltraidh optaigeach, tha na stiùiridhean rannsachaidh san àm ri teachd a’ toirt a-steach: rannsachadh amalachaidh innealan gnìomhach agus innealan optaigeach sileaconach; rannsachadh air teicneòlas amalachaidh innealan optaigeach neo-sileaconach, leithid rannsachadh air teicneòlas amalachaidh stuthan agus bun-stuthan III-V; tuilleadh leasachaidh air rannsachadh is leasachadh innealan ùra. Leantainn air adhart, leithid tonn-stiùiridh optaigeach lithium niobate amalaichte le buannachdan astar àrd agus caitheamh cumhachd ìosal.
Àm puist: 3 Lùnastal 2023
