La estonteco deElektro -optikaj modulatoroj
Elektro -optikaj modulatoroj ludas centran rolon en modernaj optoelektronikaj sistemoj, ludante gravan rolon en multaj kampoj de komunikado ĝis kvantuma komputado reguligante la proprietojn de lumo. Ĉi tiu papero diskutas la nunan staton, plej novan progreson kaj estontan disvolviĝon de elektro -optika modulilo -teknologio
Figuro 1: Komparado de rendimento de malsamajOptika ModulatoroTeknologioj, inkluzive de maldika filmo litio niobate (TFLN), III-V elektraj absorbaj modulatoroj (EAM), silicio-bazitaj kaj polimeraj modulatoroj koncerne enmetan perdon, larĝan bandon, konsumadon, grandecon kaj fabrikan kapablon.
Tradiciaj silici-bazitaj elektro-optikaj modulatoroj kaj iliaj limigoj
Silici-bazitaj fotoelektraj lumaj modulatoroj estis la bazo de optikaj komunikaj sistemoj dum multaj jaroj. Surbaze de la plasma disvastiga efiko, tiaj aparatoj faris rimarkindajn progresojn dum la pasintaj 25 jaroj, pliigante datumajn translokajn tarifojn per tri ordoj de grando. Modernaj silicio-bazitaj modulatoroj povas atingi 4-nivelan pulsan amplitudan moduladon (PAM4) de ĝis 224 GB/s, kaj eĉ pli ol 300 GB/s kun PAM8-modulado.
Tamen, silicio-bazitaj modulatoroj alfrontas fundamentajn limojn devenantajn de materialaj proprietoj. Kiam optikaj transceivers postulas BAUD -tarifojn de pli ol 200+ GBAUD, la larĝa bando de ĉi tiuj aparatoj malfacilas plenumi la postulon. Ĉi tiu limigo devenas de la enecaj ecoj de silicio - la ekvilibro eviti troan luman perdon dum konservado de sufiĉa konduktiveco kreas neeviteblajn kompromisojn.
Aperanta modulatora teknologio kaj materialoj
La limigoj de tradiciaj silicio-bazitaj modulatoroj pelis esploradon pri alternativaj materialoj kaj integriĝaj teknologioj. Maldika filmo Lithium Niobate fariĝis unu el la plej promesaj platformoj por nova generacio de modulatoroj.Maldika Filmo Litio Niobate Elektro-Optikaj ModulatorojHeredu la bonegajn trajtojn de pogranda litio niobate, inkluzive: larĝa travidebla fenestro, granda elektro-optika koeficiento (R33 = 31 pm/v) lineara ĉela KERRS-efiko povas funkcii en multoblaj ondolongoj
Lastatempaj progresoj en maldika filmo litio niobate -teknologio donis rimarkindajn rezultojn, inkluzive de modulatoro funkcianta je 260 GBAUD kun datumaj tarifoj de 1,96 TB/s per kanalo. La platformo havas unikajn avantaĝojn kiel CMOS-kongrua veturado-tensio kaj 3-DB-larĝa bando de 100 GHz.
Aperanta teknologia apliko
La disvolviĝo de elektro -optikaj modulatoroj estas proksime rilata al emerĝaj aplikoj en multaj kampoj. En la kampo de artefarita inteligenteco kaj datumcentroj,altrapidaj modulatorojgravas por la sekva generacio de interkonektoj, kaj AI -komputadaj aplikoj pelas la postulon de 800g kaj 1.6T enŝovitaj transceivers. Modulatora teknologio ankaŭ aplikiĝas al: Kvantuma Informo -Prilaborado Neŭromorfa Komputila Frekvenco Modulita Kontinua Ondo (FMCW) LIDAR -Mikrosonda Fotona Teknologio
Precipe, maldikaj filmoj de litio niobate elektro-optikaj modulatoroj montras forton en optikaj komputaj pretigaj motoroj, provizante rapidan malaltan potencan moduladon, kiu akcelas maŝinlernadon kaj artefaritajn inteligentajn aplikojn. Tiaj modulatoroj ankaŭ povas funkcii ĉe malaltaj temperaturoj kaj taŭgas por kvantoklasikaj interfacoj en superkonduktaj linioj.
La disvolviĝo de venontaj generaciaj elektraj optikaj modulatoroj alfrontas plurajn gravajn defiojn: produktokosto kaj skalo: maldikaj filmaj litiaj niobataj modulatoroj estas nuntempe limigitaj al produktado de 150 mm, rezultigante pli altajn kostojn. La industrio bezonas pligrandigi ondan grandecon konservante filman unuformecon kaj kvaliton. Integriĝo kaj kun-desegnado: la sukcesa disvolviĝo deAltfrekvencaj modulatorojPostulas ampleksajn kun-desegnajn kapablojn, implikante la kunlaboron de optoelectronics kaj elektronikaj ĉifonaj projektistoj, EDA-provizantoj, fontoj kaj pakaj spertuloj. Fabrikada komplekseco: Dum silicio-bazitaj optoelektronikaj procezoj estas malpli kompleksaj ol progresinta CMOS-elektroniko, atingi stabilan agadon kaj rendimenton postulas signifan kompetentecon kaj fabrikan procezan optimumigon.
Kondukita de la AI -eksplodo kaj geopolitikaj faktoroj, la kampo ricevas pliigitan investon de registaroj, industrio kaj la privata sektoro ĉirkaŭ la mondo, kreante novajn ŝancojn por kunlaboro inter akademiularo kaj industrio kaj promesante akceli novigon.
Afiŝotempo: Dec-30-2024