Pendahuluan Beralih Semua-Optik
Sakelar semua-optik adalah elemen utama dalam jaringan komunikasi optik. Sebagai kunci untuk mewujudkan semua jaringan optik, ia memiliki daya pemompaan yang rendah, efisiensi sakelar yang tinggi, karakteristik waktu respons yang cepat, begitu banyak perhatian dalam beberapa tahun terakhir telah dibayarkan.
Dari akhir 1980-an hingga sekarang, banyak kelompok penelitian telah melakukan penelitian mendalam tentang semua jenis saklar semua-optik. All-optical switch adalah teknologi yang sangat penting, dapat diterapkan pada bidang komunikasi optik, komputer optik, pemrosesan informasi optik dan pemrosesan data optik. Sakelar optik sebagai komponen kunci dari generasi baru jaringan semua-optik, terutama digunakan untuk mencapai perutean tingkat cahaya, pemilihan panjang gelombang, multiplexing add-drop optik dan optical cross-connect dan perlindungan penyembuhan diri. Oleh karena itu, kecepatan respons saklar optik, crosstalk, kinerja insertion loss akan secara langsung mempengaruhi kualitas komunikasi optik. Implementasi jaringan optik tergantung pada sakelar lampu, filter optik, amplifier generasi baru, perangkat teknologi multiplexing divisi panjang gelombang yang padat, dan kemajuan teknologi.
Aplikasi sakelar optik dalam semua jaringan optik selain harus memiliki kecepatan respons yang cepat, kehilangan penyisipan yang rendah, crosstalk saluran rendah, dan tidak sensitif terhadap polarisasi, juga harus memiliki integrasi dan skalabilitas dan berbiaya rendah, berdaya rendah, stabilitas termal yang baik, dan karakteristik lainnya. Sakelar semua-optik diharapkan mencerminkan potensi besarnya dalam aplikasi berikut.
(1) Kecepatan perhitungan komputer tergantung pada peningkatan kecepatan elemen switching dan pengurangan ukuran chip, yang dalam hal ini mengalami hambatan. Pengembangan komputer optik adalah jalan keluar yang memungkinkan. Komputer optik dapat berupa chip switching fotonik cepat dan merupakan chip yang merupakan interkoneksi optik luar. Dengan demikian, saklar optik adalah kunci untuk pengembangan komputer optik.
(2) Komunikasi elektronik secara bertahap menggantikan komunikasi serat optik untuk memenuhi permintaan kapasitas komunikasi yang terus meningkat. Teknologi Multiplexing Division Gelombang Panjang Padat, transmisi sinyal komunikasi serat optik untuk mencapai semua pertukaran sinyal optik juga bergantung pada elektronik, membatasi peningkatan tingkat komunikasi optik. Oleh karena itu, komunikasi semua-optik adalah kunci untuk sakelar semua-optik.
(3) Sistem komunikasi serat optik dalam jaringan jarak jauh, jaringan area metropolitan, jaringan akses antara sakelar optik yang dibutuhkan oleh penghubung silang optik untuk menyelesaikan; jaringan switch optik antara pengguna bergantung pada OADM. Optical cross-connect dan add-drop multiplexer dibentuk oleh array switch optis. Jadi, switch optis adalah dasar untuk semua-optikal switching.
Dari tahun 1970-an mulai mempelajari bistabilitas optik memiliki lebih dari 30 tahun sejarah. Namun, studi tentang all-optical switching juga dihadapkan dengan banyak masalah praktis, terutama karena tiga alasan.
(1) Sakelar semua-optik didasarkan pada efek nonlinear orde ketiga. Daya optik yang diinginkan dari sakelar terlalu tinggi, yang seringkali membutuhkan lebih dari intensitas cahaya dari sinyal, lebih dari lima urutan besarnya. Tidak seperti sakelar elektronik berdaya rendah, ia tidak dapat mencapai kontrol lampu berdaya rendah.
(2) Karena cahaya input yang kuat yang disebabkan oleh efek termal yang kuat, terutama di puncak penyerapan dielektrik pada perangkat pengubah panjang gelombang, penyerapan panas sehingga perangkat sangat tidak stabil dan sulit untuk mencapai operasi cascading perangkat.
(3) Perambatan sinar laser dalam mikron medium, kepadatan daya tidak tinggi, tetapi efek terbatas jarak nonlinier yang diperlukan untuk menghasilkan daya nonlinier terlalu sulit untuk dikompres ke dimensi transversal balok.
Oleh karena itu, mengurangi daya switching adalah studi tentang all-optical switch adalah tugas penting. Menundukkan cahaya melalui pemandu gelombang serat atau pemandu gelombang optik terpadu planar yang memiliki urutan panjang gelombang dimensi melintang, dapat memperoleh kerapatan daya cahaya yang lebih tinggi dan panjang interaksi yang lebih lama, sehingga sangat meningkatkan efisiensi menghasilkan efek optik nonlinier, dan dapat menurunkan optik kekuatan untuk mencapai saklar semua-optik. Saklar optik tipe pandu gelombang menjadi objek utama penelitian. Waveguides silikon (termasuk serat optik) dalam penyerapan pita komunikasi kecil, tetapi non-linear terlalu lemah, akumulasi rongga cincin yang tersedia nonlinear.