குறைக்கடத்தி ஒளியியல் பெருக்கிகளில் வெப்பநிலை விளைவை ஆராய்தல்

குறைக்கடத்தி ஒளியியல் பெருக்கிகளின் (SOAs-Semiconductor Optical Amplifiers) செயல்திறனில் வெப்பநிலையின் தாக்கம் ஒரு முக்கியமான ஆராய்ச்சி புள்ளியாகும். சீன அறிவியல் அகாடமியின் சாங்சுன் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் ஆப்டிக்ஸ், ஃபைன் மெக்கானிக்ஸ் மற்றும் இயற்பியலைச் சேர்ந்த அமர் கோட்ப் மற்றும் அவரது சகாக்கள், வழக்கமான SOA-கள், கேரியர் ரிசர்வாயர் (CR-Carrier Reservoir)- உட்பட பல்வேறு SOA-களின் செயல்திறனில் அதிக வெப்பநிலையின் தாக்கத்தை முதன்முறையாக ஆராய்ந்தனர். SOA-க்கள், பிரதிபலிப்பு SOA-கள் (RSOA-Reflective SOAs), மற்றும் ஃபோட்டானிக் படிகங்கள் (PC-photonic crystal) ஆகியவற்றில் SOA-கள் வெவ்வேறு வேகங்களில் செல்கின்றன.

இது தொடர்பான முடிவுகள் ஜர்னல் ஆஃப் மாடர்ன் ஆப்டிக்ஸில் வெளியிடப்பட்டன.

வழக்கமான மொத்த SOA-இன் நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், இது மெதுவான மாறும் எதிர்வினையால் பாதிக்கப்படுகிறது. இது அதிக வேகத்தில் அதன் செயல்திறனை பாதிக்கிறது. எனவே, பொருத்தமான மாற்று வழிகளைக் கண்டறிவதே அமர் கோட்ப் மற்றும் அவரது ஆய்வுக் குழுவின் பணி ஆகும்.

அதன் உள்ளார்ந்த வேகமான ஆதாயம் மற்றும் கட்ட பதில் காரணமாக, CR-SOA ஒரு மாற்று தொழில்நுட்ப அணுகுமுறையாக நிலையான SOA-இன் மறுமொழி வரம்பை மீறுகிறது. இது 120 Gb/s வரை அதிக தரவு விகிதத்தில் அனைத்து ஒளியியல் லாஜிக் செயல்பாடுகளையும் செயல்படுத்த அனுமதிக்கிறது.

மறுபுறம், RSOA-கள் அவற்றின் கட்டுமானத்தின் காரணமாக நிலையான SOA-ஐ விட அதிக நன்மைகளை வழங்குகின்றன. அதாவது திறமையான செயல்பாட்டுடன் குறைந்த மின்னோட்டங்களில் அதிக லாபம் மற்றும் குறைந்த இரைச்சல் புள்ளிவிவரங்கள் போன்றவை.

மேலும், ஒரு பாரம்பரிய SOA-இல் PC-களை இணைத்துக்கொள்வது வேகமான இயக்கவியலை அளிக்கிறது. இது 160 Gb/s வேகத்தில் அதிவேக ஒளியியல் செயல்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

அதன்படி, மேலே முன்மொழியப்பட்ட திட்டங்களைப் பயன்படுத்தி, அதிக இயக்க வெப்பநிலையில் அனைத்து ஒளியியல் பிரத்தியேக-OR (XOR) லாஜிக் கேட்களின் செயல்திறனை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்தனர்.

அவை ஒவ்வொரு பெருக்கிக்கும் நேரத்தைச் சார்ந்து வேறுபட்ட சமன்பாடுகளைத் தீர்த்தன, மேலும் வெவ்வேறு இயக்க வெப்பநிலைகளில் XOR செயல்பாடுகளின் செயல்திறனை மதிப்பீடு செய்தன. கூடுதலாக, ஒவ்வொரு பெருக்கியின் முக்கிய இயக்க அளவுருக்களில் இயக்க வெப்பநிலையின் தாக்கமும் விவாதிக்கப்பட்டது.

வழக்கமான மொத்த SOA-களுக்கு மாற்றாக அதிக வெப்பநிலையில் வேலை செய்ய முடியும் மற்றும் நிலையான SOA-களால் முடியாத ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய செயல்திறனை அடைய முடியும் என்று முடிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன.

References:

• Kotb, A., Verma, G., & Li, W. (2022). Temperature response of all-optical XOR logic function based on different semiconductor optical amplifiers. Journal of Modern Optics, 1-10.
• Aşırım, Ö. E., & Jirauschek, C. (2022). Minimizing the linewidth enhancement factor in multiple-quantum-well semiconductor optical amplifiers. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 55(11), 115401.
• Kotb, A., Zoiros, K. E., & Li, W. (2022). 320 Gb/s all-optical logic operations based on two-photon absorption in carrier reservoir semiconductor optical amplifiers. Optik, 265, 169494.
• Dutta, N. K., & Wang, Q. (2013). Semiconductor optical amplifiers. World scientific.
• Kindt, S. (1999). Time-domain modeling of semiconductor optical amplifiers for OTDM applications. Journal of Lightwave Technology, 17(12), 2577.