Scheda di dettaglio

 

Sistema di comunicazione basato sulla multiplazione a divisione di fasi di multipolo

L’invenzione presenta un sistema innovativo per aumentare la capacità di trasmissione dell’attuale rete di comunicazione in spazio libero e fibra ottica, mediante la codifica di canali con stessa frequenza su una nuova varietà di fasci ottici caratterizzati da una struttura di fase multipolare. L’invenzione include i dispositivi per generare questi fasci (multiplatore), a livello del trasmettitore, e per separarli a livello del ricevitore (demultiplatore), dopo che è avvenuta la loro propagazione in spazio libero oppure lungo una fibra ottica multimodo. L’elemento chiave per la generazione e misura di questi fasci è rappresentato da una coppia di elementi ottici che implementano una trasformazione ottica conforme, denominata ‘trasformazione settore circolare’, rispetto alla quale i fasci considerati, caratterizzati da una struttura di fase multipolare, risultano essere trasformati in onde piane, separabili con metodi standard di trasformata di Fourier, ad esempio mediante una comune lente. Il metodo descritto può essere applicato in diversi regimi ottici (luce visibile o infrarosso telecom) e nella banda delle microonde. Inoltre, il sistema di comunicazione presentato si presta sia per la trasmissione in spazio libero che lungo fibra ottica multimodo commerciale di tipo graded-index. I due dispositivi essenziali che costituiscono l’invenzione, ovvero il multiplatore e il demultiplatore, svolgono un’operazione simmetrica, in particolare: - Il multiplatore, localizzato a livello del trasmettitore, riceve in input i fasci prodotti da sorgenti standard distinte, alla medesima frequenza, ad esempio dei comuni laser, e genera in output una sovrapposizione di fasci recanti fasi multipolari distinte in entità e orientazione, che possono essere focalizzate sulla testa di una fibra oppure opportunamente collimate per la propagazione in spazio libero. - Il demultiplatore riceve a livello del ricevitore la suddetta sovrapposizione di fasci con diversa fase multipolare e li separa in una costellazione in output di fasci distinti con diversa posizione rispetto all’asse ottico, a seconda della loro fase multipolare originaria. Le operazioni sopra descritte, realizzate da una trasformazione ottica conforme di tipo settore circolare, vengono implementate in modo compatto ed efficiente mediante elementi ottici diffrattivi o metasuperfici, realizzati mediante processi litografici noti e compatibili con la produzione di massa.

 
 


Inventori

  • GRILLO VINCENZO
  • Ruffato Gianluca
  • Romanato Filippo
  • ROTUNNO ENZO
 
 


TitolaritÀ

  • Consiglio Nazionale delle Ricerche
  • Università di Padova
 
 


Classificazioni

 
 


Settore Tecnologico

 
 


Keyword

  • Communication , multiplexing, demultiplexing, spatial division multiplexing, Multimode , Integrated optics
 
 


Vantaggi

Rispetto ad altre tecniche di multiplazione a divisione spaziale, basate sull’utilizzo di modi con momento angolare orbitale (OAM), il sistema presentato prevede un metodo molto più versatile per la generazione dei canali e la loro ricezione. Il multiplatore e il demultiplatore richiedono infatti meno elementi ottici, generano e misurano i canali in modo più efficiente, e consentono naturalmente l’utilizzo di più gradi di libertà sul piano di trasmissione e ricezione, consentendo quindi un maggior numero di canali di trasmissione utilizzabili. Inoltre, a differenza dei modi OAM, questi fasci non presentano una singolarità centrale e l’informazione è codificata sul pattern di fase, svincolandolo dalla distribuzione di intensità che può essere quella di un fascio Gaussiano prodotto da una sorgente standard

 
 


Applicazioni

I sistemi attualmente in fase di sviluppo per la multiplazione a divisione spaziale si basano sulla trasmissione di fasci recanti momento angolare orbitale. Tali fasci presentano una singolarità centrale che ne preclude la trasmissione su lunghe distanze in spazio libero, non dispongono attualmente di un sistema efficiente di generazione, e forniscono un insieme numerabile di canali con distribuzione spaziale 9 lineare e vincolata. Il metodo qui presentato supera tutti questi limiti, offrendo la possibilità di multiplare spazialmente fasci non singolari definiti da 2 parametri continui su uno spazio bidimensionale, mediante un sistema di generazione efficiente e compatto analogo a quello di demultiplazione.

 

fonte dati: "Gestione Trovati" | brevetti.cnr.it | www.cnr.it | Consiglio Nazionale delle Ricerche | P.le Aldo Moro, 7 | 00185 Roma