La estonteco deelektro-optikaj moduliloj
Elektrooptikaj moduliloj ludas centran rolon en modernaj optoelektronikaj sistemoj, ludante gravan rolon en multaj kampoj de komunikado ĝis kvantuma komputiko reguligante la trajtojn de lumo. Ĉi tiu artikolo diskutas la nunan staton, plej novan sukceson kaj estontan evoluon de elektro-optika modulatorteknologio
Figuro 1: Komparo de rendimento de malsamajoptika modulatoroteknologioj, inkluzive de maldika filmo litia niobato (TFLN), III-V elektraj absorbadmodulatoroj (EAM), silici-bazitaj kaj polimermodulatoroj laŭ enmetperdo, bendolarĝo, elektrokonsumo, grandeco, kaj produktadkapacito.
Tradiciaj silici-bazitaj elektro-optikaj moduliloj kaj iliaj limigoj
Silici-bazitaj fotoelektraj lummoduliloj estis la bazo de optikaj komunikadsistemoj dum multaj jaroj. Surbaze de la plasmo-disvastigo, tiaj aparatoj faris rimarkindan progreson dum la pasintaj 25 jaroj, pliigante datumtransigajn indicojn je tri grandordoj. Modernaj silicio-bazitaj moduliloj povas atingi 4-nivelan pulsan amplitudmoduladon (PAM4) de ĝis 224 Gb/s, kaj eĉ pli ol 300 Gb/s kun PAM8-modulado.
Tamen, silici-bazitaj moduliloj alfrontas fundamentajn limigojn devenantajn de materialaj trajtoj. Kiam optikaj transriceviloj postulas baud-rapidecojn de pli ol 200+ Gbaud, la bendolarĝo de ĉi tiuj aparatoj malfacilas plenumi la postulon. Tiu limigo devenas de la enecaj trajtoj de silicio - la ekvilibro eviti troan lumperdon konservante sufiĉan konduktivecon kreas neeviteblajn kompromisojn.
Emerĝanta modulatorteknologio kaj materialoj
La limigoj de tradiciaj silici-bazitaj moduliloj movis esploradon en alternativajn materialojn kaj integriĝteknologiojn. Maldika filmo litia niobato fariĝis unu el la plej promesplenaj platformoj por nova generacio de moduliloj.Maldika filmo litio niobato elektro-optikaj modulilojheredu la bonegajn karakterizaĵojn de pogranda litia niobato, inkluzive de: larĝa travidebla fenestro, granda elektro-optika koeficiento (r33 = 31 pm/V) lineara ĉelo Kerrs-efiko povas funkcii en multoblaj ondolongaj gamoj
Lastatempaj progresoj en maldika filmo litia niobato teknologio donis rimarkindajn rezultojn, inkluzive de modulatoro funkcianta je 260 Gbaud kun datumrapidecoj de 1.96 Tb/s per kanalo. La platformo havas unikajn avantaĝojn kiel CMOS-kongrua stirado tensio kaj 3-dB bendolarĝo de 100 GHz.
Apliko de emerĝanta teknologio
La evoluo de elektro-optikaj moduliloj estas proksime rilatita al emerĝantaj aplikoj en multaj kampoj. En la kampo de artefarita inteligenteco kaj datumcentroj,altrapidaj modulilojestas gravaj por la venonta generacio de interkonektiĝoj, kaj AI-komputikaj aplikoj kondukas la postulon je 800G kaj 1.6T ŝtopeblaj transceptoroj. Modulatorteknologio ankaŭ estas aplikata al: kvantuma informpretigo neŭromorfa komputado Frekvenco modulita kontinua ondo (FMCW) lidar mikroonda fotonteknologio
Aparte, maldika filmo litio-niobato elektro-optikaj moduliloj montras forton en optikaj komputilaj pretigaj motoroj, disponigante rapidan malalt-potencan moduladon kiu akcelas maŝinlernadon kaj artefaritinteligentajn aplikojn. Tiaj moduliloj ankaŭ povas funkcii ĉe malaltaj temperaturoj kaj estas taŭgaj por kvantum-klasikaj interfacoj en superkonduktaj linioj.
La evoluo de venontgeneraciaj elektro-optikaj moduliloj alfrontas plurajn gravajn defiojn: Produktadkosto kaj skalo: maldikfilmaj litio-niobat-moduliloj estas nuntempe limigitaj al 150 mm oblatproduktado, rezultigante pli altajn kostojn. La industrio bezonas vastigi oblatan grandecon konservante filmunuformecon kaj kvaliton. Integriĝo kaj Kundezajno: La sukcesa evoluo dealt-efikecaj modulilojpostulas ampleksajn kundezajnajn kapablojn, engaĝante la kunlaboron de optoelektroniko kaj elektronikaj blatoj dizajnistoj, EDA-provizantoj, fontoj, kaj pakaj ekspertoj. Fabrika komplekseco: Dum silicio-bazitaj optoelektronikaj procezoj estas malpli kompleksaj ol progresinta CMOS-elektroniko, atingi stabilan efikecon kaj rendimenton postulas signifan kompetentecon kaj produktadprocezoptimumigo.
Stirita de la AI-eksplodo kaj geopolitikaj faktoroj, la kampo ricevas pliigitan investon de registaroj, industrio kaj la privata sektoro tra la mondo, kreante novajn ŝancojn por kunlaboro inter akademiularo kaj industrio kaj promesante akceli novigon.
Afiŝtempo: Dec-30-2024