ning kelajagielektrooptik modulyatorlar
Elektrooptik modulyatorlar zamonaviy optoelektronik tizimlarda markaziy rol o'ynaydi, yorug'lik xususiyatlarini tartibga solish orqali aloqadan kvant hisoblashgacha bo'lgan ko'plab sohalarda muhim rol o'ynaydi. Ushbu maqolada elektrooptik modulyator texnologiyasining hozirgi holati, so'nggi yutuqlari va kelajakdagi rivojlanishi muhokama qilinadi
1-rasm: Turli xillarning ishlashini taqqoslashoptik modulyatortexnologiyalar, jumladan, yupqa plyonkali litiy niobat (TFLN), III-V elektr assimilyatsiya modulatorlari (EAM), silikon asosidagi va polimer modulyatorlarini kiritish yo'qolishi, tarmoqli kengligi, quvvat iste'moli, hajmi va ishlab chiqarish quvvati.
An'anaviy kremniy asosidagi elektrooptik modulyatorlar va ularning cheklovlari
Silikon asosidagi fotoelektr nur modulyatorlari ko'p yillar davomida optik aloqa tizimlarining asosi bo'lib kelgan. Plazma dispersiyasi effektiga asoslanib, bunday qurilmalar so'nggi 25 yil ichida ma'lumotlarni uzatish tezligini uch darajaga oshirib, ajoyib yutuqlarga erishdi. Silikon asosidagi zamonaviy modulyatorlar 4 darajali impuls amplitudasi modulyatsiyasiga (PAM4) 224 Gb/s gacha va hatto PAM8 modulyatsiyasi bilan 300 Gb/s dan ortiq tezlikka erishishi mumkin.
Biroq, silikon asosidagi modulyatorlar moddiy xususiyatlardan kelib chiqadigan asosiy cheklovlarga duch kelishadi. Optik qabul qiluvchilar 200+ Gbaud dan ortiq uzatish tezligini talab qilganda, ushbu qurilmalarning tarmoqli kengligi talabni qondirish qiyin. Ushbu cheklov kremniyning o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqadi - etarli darajada o'tkazuvchanlikni saqlab, ortiqcha yorug'lik yo'qotilishining oldini olish muvozanati muqarrar kelishuvlarni keltirib chiqaradi.
Rivojlanayotgan modulyator texnologiyasi va materiallari
An'anaviy kremniyga asoslangan modulyatorlarning cheklovlari muqobil materiallar va integratsiya texnologiyalari bo'yicha tadqiqotlar olib bordi. Yupqa plyonkali lityum niobat modulyatorlarning yangi avlodi uchun eng istiqbolli platformalardan biriga aylandi.Yupqa plyonkali lityum niobat elektro-optik modulyatorlarommaviy lityum niobatning ajoyib xususiyatlarini meros qilib oladi, jumladan: keng shaffof oyna, katta elektro-optik koeffitsient (r33 = 31 pm / V) chiziqli hujayra Kerrs effekti bir nechta to'lqin uzunligi diapazonlarida ishlashi mumkin
Yupqa plyonkali lityum niobat texnologiyasidagi so'nggi yutuqlar ajoyib natijalar berdi, jumladan, har bir kanal uchun 1,96 Tb / s ma'lumot uzatish tezligi bilan 260 Gbaudda ishlaydigan modulyator. Platforma CMOS-mos keladigan haydovchi kuchlanishi va 100 gigagertsli 3 dB tarmoqli kengligi kabi noyob afzalliklarga ega.
Rivojlanayotgan texnologiya ilovasi
Elektrooptik modulyatorlarning rivojlanishi ko'plab sohalarda paydo bo'ladigan ilovalar bilan chambarchas bog'liq. Sun'iy intellekt va ma'lumotlar markazlari sohasida,yuqori tezlikdagi modulyatorlarkeyingi avlod oʻzaro aloqalari uchun muhim ahamiyatga ega va AI hisoblash ilovalari 800G va 1.6T ulanadigan transmitterlarga talabni oshirmoqda. Modulator texnologiyasi quyidagilarga ham qo'llaniladi: kvant ma'lumotlarini qayta ishlash neyromorfik hisoblash Chastotani modulyatsiyalangan uzluksiz to'lqin (FMCW) lidar mikroto'lqinli foton texnologiyasi
Xususan, yupqa plyonkali lityum niobat elektro-optik modulyatorlari optik hisoblash dvigatellarida kuch ko'rsatib, mashinani o'rganish va sun'iy intellekt ilovalarini tezlashtiradigan tez kam quvvatli modulyatsiyani ta'minlaydi. Bunday modulyatorlar past haroratlarda ham ishlashi mumkin va supero'tkazuvchi chiziqlardagi kvant-klassik interfeyslarga mos keladi.
Yangi avlod elektro-optik modulyatorlarini ishlab chiqish bir nechta asosiy muammolarga duch keladi: Ishlab chiqarish qiymati va miqyosi: yupqa plyonkali lityum niobat modulyatorlari hozirda 150 mm gofret ishlab chiqarish bilan cheklangan, bu esa yuqori xarajatlarga olib keladi. Sanoat plyonkaning bir xilligi va sifatini saqlab, gofret hajmini kengaytirishi kerak. Integratsiya va birgalikda dizayn: ning muvaffaqiyatli rivojlanishiyuqori samarali modulyatorlaroptoelektronika va elektron chip dizaynerlari, EDA yetkazib beruvchilari, fontlar va qadoqlash bo'yicha mutaxassislarning hamkorligini o'z ichiga olgan keng qamrovli birgalikda loyihalash imkoniyatlarini talab qiladi. Ishlab chiqarishning murakkabligi: kremniyga asoslangan optoelektronika jarayonlari ilg'or CMOS elektronikasiga qaraganda kamroq murakkab bo'lsa-da, barqaror ishlash va rentabellikka erishish katta tajriba va ishlab chiqarish jarayonini optimallashtirishni talab qiladi.
Sun'iy intellektning rivojlanishi va geosiyosiy omillar ta'siri ostida bu sohaga butun dunyo bo'ylab hukumatlar, sanoat va xususiy sektordan ko'proq sarmoya kiritilmoqda, bu esa akademiya va sanoat o'rtasida hamkorlik uchun yangi imkoniyatlar yaratmoqda va innovatsiyalarni jadallashtirishni va'da qilmoqda.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 30-dekabr