Photodetector silikon revolusioner (Si photodetector)

Revolusionersilikon photodetector(Si photodetector)

Revolusioner kabeh-silikon photodetector（Iki detektor foto), kinerja ngluwihi tradisional

Kanthi nambah kerumitan model intelijen buatan lan jaringan saraf jero, kluster komputasi nuntut komunikasi jaringan sing luwih dhuwur ing antarane prosesor, memori lan simpul komputasi. Nanging, jaringan on-chip lan inter-chip tradisional adhedhasar sambungan listrik ora bisa nyukupi kebutuhan bandwidth, latensi lan konsumsi daya sing saya tambah akeh. Kanggo ngatasi bottleneck iki, teknologi interkoneksi optik kanthi jarak transmisi sing dawa, kacepetan cepet, kaluwihan efisiensi energi sing dhuwur, mboko sithik dadi pangarep-arep pangembangan mangsa ngarep. Ing antarane, teknologi fotonik silikon adhedhasar proses CMOS nuduhake potensial gedhe amarga integrasi sing dhuwur, biaya murah lan akurasi pangolahan. Nanging, realisasi saka photodetector kinerja dhuwur isih ngadhepi akeh tantangan. Biasane, photodetector kudu nggabungake bahan kanthi celah pita sing sempit, kayata germanium (Ge), kanggo ningkatake kinerja deteksi, nanging iki uga nyebabake proses manufaktur sing luwih rumit, biaya sing luwih dhuwur, lan asil sing ora mesthi. Photodetector kabeh silikon sing dikembangake dening tim riset entuk kecepatan transmisi data 160 Gb / s saben saluran tanpa nggunakake germanium, kanthi bandwidth transmisi total 1,28 Tb / s, liwat desain resonator dual-microring sing inovatif.

Bubar, tim riset gabungan ing Amerika Serikat wis nerbitake studi inovatif, ngumumake yen dheweke wis sukses ngembangake fotodioda longsor kabeh silikon (APD photodetector) chip. Chip iki nduweni fungsi antarmuka fotoelektrik kanthi kacepetan ultra-dhuwur lan murah, sing samesthine bakal entuk transfer data luwih saka 3,2 Tb per detik ing jaringan optik mangsa ngarep.

Terobosan teknis: desain resonator mikroring ganda

Photodetector tradisional asring duwe kontradiksi irreconcilable antarane bandwidth lan responsif. Tim riset kasil ngenthengake kontradiksi iki kanthi nggunakake desain resonator double-microring lan èfèktif ditindhes cross-talk antarane saluran. Asil eksperimen nuduhake yenkabeh-silikon photodetectorwis A respon 0,4 A / W, saiki peteng minangka kurang 1 nA, bandwidth dhuwur 40 GHz, lan crosstalk electrical banget kurang saka −50 dB. Kinerja iki bisa dibandhingake karo photodetector komersial saiki adhedhasar bahan silikon-germanium lan III-V.

Nggoleki masa depan: Path kanggo inovasi ing jaringan optik

Pangembangan sukses saka photodetector kabeh-silikon ora mung ngluwihi solusi tradisional ing teknologi, nanging uga ngrambah tabungan kira-kira 40% ing biaya, mbukak dalan kanggo realisasi kacepetan dhuwur, jaringan optik murah ing mangsa. Teknologi kasebut kompatibel karo proses CMOS sing ana, ngasilake lan ngasilake sing dhuwur banget, lan samesthine bakal dadi komponen standar ing bidang teknologi fotonik silikon ing mangsa ngarep. Ing mangsa ngarep, tim riset ngrancang kanggo terus ngoptimalake desain kanggo luwih ningkatake tingkat panyerepan lan kinerja bandwidth saka photodetector kanthi ngurangi konsentrasi doping lan ningkatake kondisi implantasi. Ing wektu sing padha, riset kasebut uga bakal njelajah kepiye teknologi silikon kabeh iki bisa ditrapake ing jaringan optik ing kluster AI generasi sabanjure kanggo entuk bandwidth, skalabilitas lan efisiensi energi sing luwih dhuwur.