Иднината наЕлектро оптички модулатори
Електро оптички модулатори играат централна улога во современите оптоелектронски системи, играјќи важна улога во многу полиња од комуникација до квантно пресметување со регулирање на својствата на светлината. Овој труд се дискутира за тековниот статус, најновиот пробив и идниот развој на технологијата за електро оптички модулатор
Слика 1: Споредба на перформанси на различниОптички модулаторТехнологии, вклучително и тенок филм литиум ниобате (TFLN), III-V модулатори за електрична апсорпција (EAM), силиконски и полимерни модулатори во однос на загуба на вметнување, ширина на опсег, потрошувачка на енергија, големина и капацитет на производство.
Традиционални модулатори за електро оптички силикони и нивни ограничувања
Фотоелектричните модулатори на светлина засновани на силикони се основа на системите за оптичка комуникација долги години. Врз основа на ефектот на дисперзија на плазмата, ваквите уреди постигнаа извонреден напредок во текот на изминатите 25 години, зголемувајќи ги стапките на пренесување на податоците за три редови со големина. Современите модулатори засновани на силициум можат да постигнат модулација на амплитудата на пулсот на 4 нивоа (PAM4) до 224 GB/s, па дури и повеќе од 300 GB/s со модулација на PAM8.
Сепак, модулаторите базирани на силикон се соочуваат со основни ограничувања кои произлегуваат од материјалните својства. Кога оптичките примопредавачи бараат стапки на бауд од повеќе од 200+ Gbaud, широчината на опсегот на овие уреди е тешко да се исполни побарувачката. Ова ограничување произлегува од својствените својства на силиконот - рамнотежата на избегнување на прекумерна загуба на светлина, додека одржувањето на доволна спроводливост создава неизбежни размени.
Новите модулаторни технологии и материјали
Ограничувањата на традиционалните модулатори засновани на силикони предизвикаа истражување во алтернативни материјали и технологии за интеграција. Тенок филм Литиум Ниобате стана една од најперспективните платформи за нова генерација на модулатори.Електро-оптички модулатори со тенок филм литиум ниобатенаследете ги одличните карактеристики на најголемиот дел литиум ниобате, вклучувајќи: широк транспарентен прозорец, голем електро-оптички коефициент (R33 = 31 часот/v) Линеарниот клетки на клетките може да работи во повеќе опсези на бранова должина
Неодамнешните достигнувања во технологијата на тенок филм Литиум Ниобате дадоа извонредни резултати, вклучително и модулатор кој работи на 260 GBAUD со стапки на податоци од 1,96 Tb/s по канал. Платформата има уникатни предности како што се напон компатибилен со CMOS и ширина на опсег од 3-dB од 100 GHz.
Нова технологија апликација
Развојот на електро -оптички модулатори е тесно поврзан со новите апликации во многу полиња. Во областа на вештачката интелигенција и центрите за податоци,модулатори со голема брзинасе важни за следната генерација на интерконекции, а апликациите за компјутерски АИ ја зголемуваат побарувачката за приклучоци за приклучок од 800g и 1,6T. Модулаторската технологија се применува и на: Квантна обработка на информации Невроморфна компјутерска фреквенција модулиран континуиран бран (FMCW) LiDAR Microwave Photon Technology
Особено, електро-оптичките модулатори на тенок филм литиум ниобат покажуваат јачина во моторите за оптичка пресметковна обработка, обезбедувајќи брза модулација на ниска моќност што ги забрзува апликациите за учење на машината и вештачка интелигенција. Таквите модулатори исто така можат да работат на ниски температури и се погодни за квантни класични интерфејси во линиите за суперпроводници.
Развојот на модулаторите за електро оптички модулари од следната генерација се соочува со неколку главни предизвици: трошоците за производство и скала: модулаторите со литиум ниобат со тенки филмови во моментов се ограничени на производство на нафта од 150 мм, што резултира во повисоки трошоци. Индустријата треба да ја прошири големината на нафтата, додека одржува филмска униформност и квалитет. Интеграција и ко-дизајн: Успешен развој намодулатори со високи перформансиБара сеопфатни можности за ко-дизајн, што вклучува соработка на оптоелектроника и електронски дизајнери на чипови, добавувачи на ЕДА, фонтани и експерти за пакување. Производство на сложеност: Додека процесите на оптоелектроника базирани на силикон се помалку сложени од напредната електроника на CMOS, постигнување стабилни перформанси и принос бара значителна експертиза и оптимизација на процесот на производство.
Управувано од бумот на АИ и геополитичките фактори, теренот добива зголемена инвестиција од владите, индустријата и приватниот сектор ширум светот, создавајќи нови можности за соработка помеѓу академијата и индустријата и ветувајќи дека ќе се забрза иновациите.
Време на објавување: Дек-30-2024