نور کند و تند با استفاده از فرآیندهای غیرخطی در تقویت کننده های نوری نیمه هادی

توانایی کنترل سرعت نور، بسته به اینکه سرعت گروه کاهش یا افزایش پیدا کند، با عنوان نور کند یا تند اطلاق می شود و اخیرا توجه بسیاری را به خود معطوف کرده است. این کنترل بی نظیر کاربردهای درخور توجهی در بسیاری از زمینه های علمی از جمله دانش غیرخطی،rf فوتونیک و شبکه های تمام نوری دارد. از کاربردهای مستقیم تجهیزات نور کند و تند، در زمینه مخابرات می باشد. یک چالش بزرگ که در تکنولوژی اطلاعات امروزه نیز وجود دارد، ذخیره سازی سیگنال های نوری، مستقیما در حوزه نور است. از آنجا که در شبکه های امروزی سیگنال های نوری برای مسیریابی، سوئیچینگ، و پردازش باید به سیگنال های الکتریکی تبدیل شوند، تاخیرهای بزرگ و گره های ترافیکی در این شبکه ها وجود دارند. همچنین حفظ اطلاعات در حوزه نوری در طی پروسه ی مسیر یابی موجب کاهش چشمگیر توان، پیچیدگی، و سایز مسیریاب ها خواهد شد. بدین منظور می توان از یک خط تاخیر نوری قابل کنترل، به عنوان یک بافر نوری استفاده کرد، که عمل ذخیره سازی در آن متناسب با تغییرپذیری سرعت گروه انجام می گیرد. می توان گفت بافرینگ، بزرگ ترین مساله در تحقق بخشیدن به شبکه های تمام نوری پرسرعت می باشد، که با توانایی کنترل سرعت نور دست یافتنی است. تجهیزات نور کند و تند در حوزه کاربردهای rf فوتونیک، می توانند به عنوان المان های تاخیر زمانی صحیح(ttd)، برای کنترل آنتن های آرایه فازی و نیز در فیلترهای تنظیم پذیر مورد استفاده قرار گیرند. از کاربردهای بدیع دیگر، می توان از اپتیک غیرخطی، پردازش سیگنال تمام نوری و پردازش اطلاعات کوانتوم نام برد. روش های متعددی برای تغییر سرعت گروه نوری وجود دارد. سرعت گروهی کند یا تند می تواند از پاشندگی ماده یا موجبر و یا هردو نتیجه شود. طرح هایی که بر پایه سیستم های نیمه هادی برای تحقق نور کند وتند هستند، مزیت سرعت بسیار بالا و کنترل الکتریکی را دارند. علاوه بر این حجم کمتری دارند، برای کار در دمای اتاق مناسب اند و به راحتی قابل فشرده سازی با دیگر زیرسیستم های نوری اند. در این کار فرآیندهای مختلف برای تحقق نور کند و تند بررسی می شود و فرآیند cpo در تقویت کننده های نوری نیمه هادی (soa) به عنوان روش مناسب برای کنترل سرعت نور استفاده خواهد شد. qd-soa به عنوان محیط کنترل سرعت نور انتخاب و طراحی می شود. در ادامه مدل تئوری و روابط لازم برای محاسبات پارامترهای مختلف ارائه می گردد. سیگنال نوری در عبور از soa ،در اثر فرآیند غیرخطیcpo ، با یک تغییر در ضریب شکست مواجه می گردد که قابل کنترل است. بنابراین سرعت گروه می تواند به صورت الکتریکی با کنترل جریان اعمالی به وسیله، یا به صورت نوری، با کنترل توان یا فرکانس میدان نوری کنترلی، کنترل شود. در ادامه میدان نوری سومی برای کنترل بیشتر وارد می شود و روابط و معادلات جدید ارزیابی می شوند.