超宽带光学衍射网络用于整个电信范围的模式复杂化.
Aru Kong1,2, Jianxin Ren3, Kaihui Wang4
1Nanophotonics Research Centre, Institute of Microscale Optoelectronics & State Key Laboratory of Radio Frequency Heterogeneous Integration, Shenzhen University, Shenzhen, China.
Nature communications
|December 5, 2025
概括
研究人员开发了一种超宽带模式复杂化系统,覆盖O,E,S,C,L和U频段. 这一突破提高了未来超高速通信网络的频谱利用率.
科学领域:
- 光学通信是指光学通信.
- 光子学是指光子学的使用方法.
- 电信工程 电信工程 电信工程
背景情况:
- 不断增长的数据流量需要先进的多重技术.
- 目前的研究集中在C + L频段混合多重传输上,目标是超过10 Pb/s的容量.
- 超宽带 (UWB) 空间分割多重复合 (SDM) 系统为增加传输能力提供扩展的频谱.
研究的目的:
- 为超宽带 (O+E+S+C+L+U) 波长模式混合分割多重传输系统提出和验证一个综合模型.
- 提高光通信系统的频谱利用和传输能力.
- 设计和描述用于宽带应用的UWB模式多重播放器.
主要方法:
- 开发一个O+E+S+C+L+U超宽带模式多重传输系统的综合模型.
- 使用超宽带光学衍射网络和端到端反向设计算法设计一个4线性极化模式多元器件的设计.
- 实验验证模式多重机的性能,包括模式纯度,模式交声和操作带宽.
主要成果:
- 设计的模式复制器实现了超过90%的模式纯度和模式交叉声低于-17dB.
- 在背靠背的系统中,多重复合器-脱多重复合器的交叉声音低于-8.87dB.
- 实验验证证证实了O,E,S,C,L和U频段的支持带宽超过420nm.
- 在宽带波长模式混合分割多重化通信中证明有效性.
结论:
- 拟议的超宽带波长模式混合分裂复杂化系统显著提高了频谱利用率.
- 开发的模式多重播放器表现出卓越的性能指标 (模式纯度,交声) 和宽带宽兼容性.
- 这项技术为未来的应用提供了高效的超高速通信系统,与现有基础设施兼容.
