Rebolusyonaryong silicon photodetector（Si photodetector）

Rebolusyonaryosilicon photodetector（Si photodetector）

Rebolusyonaryong all-silicon photodetector（Si photodetector）, pasundayag nga labaw pa sa tradisyonal

Uban sa nagkadako nga pagkakomplikado sa mga modelo sa artificial intelligence ug lawom nga neural network, ang mga computing cluster nagbutang ug mas taas nga panginahanglan sa komunikasyon sa network tali sa mga processor, memory ug compute node. Bisan pa, ang tradisyonal nga on-chip ug inter-chip network nga gibase sa mga koneksyon sa kuryente wala makatubag sa nagkadako nga panginahanglan alang sa bandwidth, latency ug konsumo sa kuryente. Aron masulbad kini nga bottleneck, ang teknolohiya sa optical interconnection nga adunay taas nga transmission distance, paspas nga tulin, ug taas nga energy efficiency nga mga bentaha, anam-anam nga nahimong paglaum sa umaabot nga pag-uswag. Lakip niini, ang silicon photonic technology nga gibase sa proseso sa CMOS nagpakita ug dako nga potensyal tungod sa taas nga integration, ubos nga gasto ug katukma sa pagproseso. Bisan pa, ang pagkaamgo sa mga high-performance photodetector nag-atubang gihapon ug daghang mga hagit. Kasagaran, ang mga photodetector kinahanglan nga mag-integrate sa mga materyales nga adunay gamay nga band gap, sama sa germanium (Ge), aron mapaayo ang performance sa detection, apan kini usab mosangpot sa mas komplikado nga mga proseso sa paggama, mas taas nga gasto, ug dili makanunayon nga ani. Ang all-silicon photodetector nga gipalambo sa research team nakab-ot ang data transmission speed nga 160 Gb/s kada channel nga wala gigamit ang germanium, nga adunay total transmission bandwidth nga 1.28 Tb/s, pinaagi sa usa ka inobatibong dual-microring resonator design.

Bag-ohay lang, usa ka hiniusa nga grupo sa panukiduki sa Estados Unidos ang nagpatik ug usa ka bag-ong pagtuon, nga nagpahibalo nga malampuson nilang naugmad ang usa ka all-silicon avalanche photodiode (Detektor sa litrato sa APD) chip. Kini nga chip adunay ultra-high speed ug barato nga photoelectric interface function, nga gilauman nga makab-ot ang labaw sa 3.2 Tb kada segundo nga pagbalhin sa datos sa umaabot nga mga optical network.

Teknikal nga kalampusan: disenyo sa doble nga microring resonator

Ang tradisyonal nga mga photodetector kasagaran adunay dili masulbad nga mga kontradiksyon tali sa bandwidth ug responsiveness. Malampuson nga nahupayan sa research team kini nga kontradiksyon pinaagi sa paggamit sa double-microring resonator design ug epektibo nga napugngan ang cross-talk tali sa mga channel. Ang mga resulta sa eksperimento nagpakita nga angphotodetector nga puro silikonadunay tubag nga 0.4 A/W, usa ka ngitngit nga kuryente nga ubos sa 1 nA, usa ka taas nga bandwidth nga 40 GHz, ug usa ka hilabihan ka ubos nga electrical crosstalk nga ubos sa −50 dB. Kini nga performance ikatandi sa kasamtangang komersyal nga mga photodetector nga gibase sa silicon-germanium ug III-V nga mga materyales.

Pagtan-aw sa umaabot: Ang Dalan padulong sa kabag-ohan sa mga optical network

Ang malampusong pag-uswag sa all-silicon photodetector dili lang milabaw sa tradisyonal nga solusyon sa teknolohiya, apan nakab-ot usab ang pagtipig og mga 40% sa gasto, nga nagbukas sa dalan alang sa pagkaamgo sa high-speed, low-cost optical networks sa umaabot. Ang teknolohiya hingpit nga nahiuyon sa kasamtangang mga proseso sa CMOS, adunay taas kaayo nga ani ug ani, ug gilauman nga mahimong usa ka standard nga sangkap sa natad sa teknolohiya sa silicon photonics sa umaabot. Sa umaabot, ang research team nagplano nga ipadayon ang pag-optimize sa disenyo aron mapaayo pa ang absorption rate ug bandwidth performance sa photodetector pinaagi sa pagpakunhod sa mga konsentrasyon sa doping ug pagpaayo sa mga kondisyon sa implantation. Sa samang higayon, ang panukiduki mag-explore usab kung giunsa kini nga all-silicon nga teknolohiya magamit sa mga optical network sa sunod nga henerasyon nga AI clusters aron makab-ot ang mas taas nga bandwidth, scalability ug energy efficiency.