Masa depan sakamodulator optik elektro
Electro optic modulators nduweni peran utama ing sistem optoelektronik modern, nduweni peran penting ing pirang-pirang lapangan saka komunikasi nganti komputasi kuantum kanthi ngatur sifat cahya. Makalah iki mbahas status saiki, terobosan paling anyar lan pangembangan teknologi modulator optik elektro
Figure 1: Perbandingan kinerja bedamodulator optikteknologi, kalebu film tipis lithium niobate (TFLN), III-V electrical panyerepan modulators (EAM), basis silikon lan polymer modulators ing syarat-syarat mundhut sisipan, bandwidth, konsumsi daya, ukuran, lan kapasitas manufaktur.
Modulator optik elektro berbasis silikon tradisional lan watesane
Modulator cahya fotoelektrik berbasis silikon wis dadi basis sistem komunikasi optik sajrone pirang-pirang taun. Adhedhasar efek dispersi plasma, piranti kasebut wis ngalami kemajuan sing luar biasa sajrone 25 taun kepungkur, nambah tingkat transfer data kanthi telung urutan magnitudo. Modulator basis silikon modern bisa nggayuh modulasi amplitudo pulsa tingkat 4 (PAM4) nganti 224 Gb/s, lan malah luwih saka 300 Gb/s kanthi modulasi PAM8.
Nanging, modulator adhedhasar silikon ngadhepi watesan dhasar sing asale saka sifat materi. Nalika transceiver optik mbutuhake tarif baud luwih saka 200+ Gbaud, bandwidth piranti kasebut angel nyukupi panjaluk kasebut. Watesan iki asale saka sifat silikon - imbangan ngindhari mundhut cahya sing gedhe banget nalika njaga konduktivitas sing cukup nggawe tradeoff sing ora bisa dihindari.
Teknologi lan bahan modulator sing berkembang
Watesan modulator basis silikon tradisional wis mimpin riset menyang bahan alternatif lan teknologi integrasi. Niobate lithium film tipis wis dadi salah sawijining platform sing paling apik kanggo modulator generasi anyar.Modulator elektro-optik film tipis lithium niobatemarisi ciri banget saka akeh lithium niobate, kalebu: jendhela transparent sudhut, koefisien elektro-optik gedhe (r33 = 31 pm/V) sel linear efek Kerrs bisa operate ing sawetara dawane gelombang.
Kemajuan anyar ing teknologi film tipis lithium niobate wis ngasilake asil sing luar biasa, kalebu modulator sing beroperasi ing 260 Gbaud kanthi tarif data 1,96 Tb / s saben saluran. Platform kasebut nduweni kaluwihan unik kayata voltase drive sing kompatibel karo CMOS lan bandwidth 3-dB 100 GHz.
Aplikasi teknologi sing berkembang
Pangembangan modulator optik elektro ana hubungane karo aplikasi sing berkembang ing pirang-pirang lapangan. Ing bidang intelijen buatan lan pusat data,modulator kacepetan dhuwurpenting kanggo interkoneksi generasi sabanjure, lan aplikasi komputasi AI nyopir panjaluk kanggo transceiver pluggable 800G lan 1.6T. Teknologi modulator uga ditrapake kanggo: pangolahan informasi kuantum komputasi neuromorphic Frequency modulated continuous wave (FMCW) teknologi foton gelombang mikro lidar.
Utamane, modulator elektro-optik lithium niobate film tipis nuduhake kekuwatan ing mesin pangolahan komputasi optik, nyedhiyakake modulasi daya rendah sing cepet sing nyepetake pembelajaran mesin lan aplikasi intelijen buatan. Modulator kasebut uga bisa digunakake ing suhu sing sithik lan cocog kanggo antarmuka kuantum-klasik ing garis superkonduktor.
Pangembangan modulator optik elektro generasi sabanjure ngadhepi sawetara tantangan utama: Biaya lan skala produksi: modulator lithium niobate film tipis saiki diwatesi produksi wafer 150 mm, nyebabake biaya sing luwih dhuwur. Industri kasebut kudu nggedhekake ukuran wafer nalika njaga keseragaman lan kualitas film. Integrasi lan Co-desain: Pangembangan sukses sakamodulators kinerja dhuwurmbutuhake kemampuan co-desain lengkap, nglibatno kolaborasi optoelektronik lan desainer chip elektronik, supplier EDA, sumber, lan ahli packaging. Kompleksitas Manufaktur: Nalika pangolahan optoelektronik basis silikon kurang kompleks tinimbang elektronik CMOS canggih, kanggo nggayuh kinerja sing stabil lan ngasilake mbutuhake keahlian sing signifikan lan optimasi proses manufaktur.
Didorong dening ledakan AI lan faktor geopolitik, lapangan kasebut nampa tambah investasi saka pamrentah, industri lan sektor swasta ing saindenging jagad, nggawe kesempatan anyar kanggo kolaborasi antarane akademisi lan industri lan janji bakal nyepetake inovasi.
Wektu kirim: Dec-30-2024