色散補償技術　搭建更快、更強光纖互聯網

編譯／高晟鈞

光纖可說是搭建起高速互聯網的重要地基。在光纖中，數據通過快速傳播的光脈衝進行傳輸，並藉由光纜壁上反射，從而使信號以更少的衰減傳播得更遠。然而，數據傳輸會因為光纖損傷，而出現色散或信號衰減，這會導致不同波長的光，因不同的速率傳播，最後隨著時間推移，而造成信息失真。

目前，色散補償方法可以克服這個問題；當其集成到晶片上，可以放入信號發送器，並增加信號範圍。儘管存在色散晶片，但沒有一個器件可以在高速數據下，同時保有色散補償。

來自新加坡科技設計大學的研究小組，成功製造了一種低損耗、與互補金屬氧化物半導體兼容的氮化矽光柵器件，可以用於高速數據的色散補償。該設備滿足了三個最重要的需求：高色散、低數據丟失、可以集成於小晶片上。

產生高色散的設備，數據容易失真；而允許低數據丟失的裝備，則不會產生高色散。為了同時具備兩者的優點，研究團隊設計了兩種光柵裝置，一個具有434奈米的單光柵裝置SGD，和具有434和440奈米不同截距的重疊光柵OGD。

SGD和OGD的透射光譜相似。兩個光譜處的阻帶都會在光柵中產生前向和後向傳播模式。這些模式相互作用會產生慢光效應，即光脈衝速度的降低。慢光效應會隨波長快速變化，產生高色散區域。由於設備獨特的分散機制，即使在高分散的情況下，數據丟失的影響也很小。

另外，透過熱光調諧，人們可以動態控制OGD，以補償各種量級的色散。這可以簡化不同光通信系統中使用的色散補償系統，並有助於減少溫度或光纖應力對數據傳輸的影響。

而不論是SGD或是OGD，均可以集成到信號收發器的晶片上。更重要的是，此技術與CMOS兼容，可以集成在晶片上，實現更廣泛的光纖覆蓋範圍，與更高的數據速率。

資料來源:TechXplore

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