Πειραματική Αξιολόγηση Ταχύρυθμων Laser Κάθετης Κοιλότητας Με Χρήση Τεχνικών Διαμόρφωσης Παλμού Για Την Υλοποίηση Οπτικών Διασυνδέσεων Σε Κέντρα Υπολογιστικών Συστημάτων

Abstract

Η παρούσα διπλωματική αφορά την πειραματική αξιολόγηση LASER κάθετης κοιλότητας για την υλοποίηση οπτικών διασυνδέσεων με χρήση τεχνικών διαμόρφωσης παλμού για κέντρα υπολογιστικών συστημάτων. Τα πρώτα κεφάλαια αποτελούν το επιστημονικό υπόβαθρο, το οποίο οδηγεί στην καλύτερη κατανόηση της πειραματικής διαδικασίας και αποτελεσμάτων. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται γενικά στοιχεία για την Φωτονική τεχνολογία και τις οπτικές επικοινωνίες. Εν συνεχεία αναλύεται η δομή και ο τρόπος λειτουργίας των κέντρων δεδομένων, ενώ γίνεται αναφορά και στις οπτικές διασυνδέσεις οι οποίες αρχίζουν να κυριαρχούν στα πιο προηγμένα υπολογιστικά κέντρα δεδομένων.Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη ανάλυση του τρόπου διάδοση του φωτός στις οπτικές ίνες, με έμφαση στην πόλωση του ΗΜ πεδίου. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται εκτενής αναφορά στα lasers, τον τρόπο λειτουργίας τους και τις ιδιότητες του φωτός που εκπέμπουν. Επικεντρωνόμαστε στα laser κάθετης κοιλότητας(VCSEL) και τα πλεονεκτήματα που εμφανίζουν για υλοποιήσεις διασυνδέσεων. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι τεχνικές με τις οποίες επιτυγχάνεται η διαμόρφωση παλμού, αλλά και τα διάφορα σχήματα πολυπλεξίας που χρησιμοποιούνται στις οπτικές επικοινωνίες. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται φίλτρα και ο τρόπος που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις οπτικές επικοινωνίες για να βελτιωθεί η ποιότητα του σήματος.Στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζουμε την πειραματική διαδικασία καθώς και τις πειραματικές μετρήσεις για δύο διατάξεις. Η πρώτη αφορά την άμεση διαμόρφωση VCSEL, ενώ η δεύτερη την δημιουργία σήματος PAM-4 με τεχνικές πολυπλεξίας πόλωσης. Επιπλέον γίνεται σχολιασμός των αποτελεσμάτων και παράθεση όλων των απαραίτητων διαγραμμάτων.