Ang kaugmaon sa electro optical modulators

Ang kaugmaon saelectro optical modulators

Ang mga electro optic modulator adunay hinungdanon nga papel sa modernong mga sistema sa optoelectronic, nga adunay hinungdanon nga papel sa daghang natad gikan sa komunikasyon hangtod sa quantum computing pinaagi sa pag-regulate sa mga kabtangan sa kahayag. Gihisgutan sa kini nga papel ang karon nga kahimtang, labing bag-o nga pagkahugno ug umaabot nga pag-uswag sa teknolohiya sa electro optic modulator

Figure 1: Pagtandi sa performance sa lain-laingoptical modulatormga teknolohiya, lakip ang thin film lithium niobate (TFLN), III-V electrical absorption modulators (EAM), silicon-based ug polymer modulators sa termino sa insertion loss, bandwidth, power consumption, size, ug manufacturing capacity.

Tradisyonal nga silicon-based electro optic modulators ug ang ilang mga limitasyon

Ang mga photoelectric light modulator nga nakabase sa silikon mao ang sukaranan sa mga sistema sa komunikasyon sa optical sa daghang mga tuig. Base sa epekto sa dispersion sa plasma, ang maong mga himan nakahimog talagsaong pag-uswag sa milabayng 25 ka tuig, nga nagdugang sa mga rate sa pagbalhin sa datos sa tulo ka order sa magnitude. Ang mga moderno nga modulator nga nakabase sa silicon mahimong makab-ot ang 4-level nga pulse amplitude modulation (PAM4) hangtod sa 224 Gb / s, ug bisan labaw pa sa 300 Gb / s nga adunay modulasyon sa PAM8.

Bisan pa, ang mga modulator nga nakabase sa silicon nag-atubang sa sukaranan nga mga limitasyon nga naggikan sa materyal nga mga kabtangan. Kung ang mga optical transceiver nanginahanglan baud rate nga labaw sa 200+ Gbaud, ang bandwidth sa kini nga mga aparato lisud nga matubag ang panginahanglan. Kini nga limitasyon naggikan sa kinaiyanhon nga mga kabtangan sa silicon - ang balanse sa paglikay sa sobra nga pagkawala sa kahayag samtang ang pagmintinar sa igo nga conductivity nagmugna sa dili kalikayan nga mga tradeoffs.

Nag-uswag nga teknolohiya ug mga materyales sa modulator

Ang mga limitasyon sa tradisyonal nga mga modulator nga nakabase sa silicon nagduso sa panukiduki sa mga alternatibong materyales ug mga teknolohiya sa panagsama. Ang nipis nga film lithium niobate nahimo nga usa sa labing gisaad nga mga plataporma alang sa usa ka bag-ong henerasyon sa mga modulator.Nipis nga pelikula lithium niobate electro-optic modulatorsmakapanunod sa maayo kaayo nga mga kinaiya sa bulk lithium niobate, lakip ang: halapad nga transparent nga bintana, dako nga electro-optic coefficient (r33 = 31 pm/V) linear cell Kerrs epekto mahimong operate sa daghang wavelength ranges

Ang bag-o nga mga pag-uswag sa manipis nga pelikula nga lithium niobate nga teknolohiya nakahatag og talagsaong mga resulta, lakip ang usa ka modulator nga naglihok sa 260 Gbaud nga adunay mga rate sa datos nga 1.96 Tb / s matag channel. Ang plataporma adunay talagsaon nga mga bentaha sama sa CMOS-compatible drive voltage ug 3-dB bandwidth nga 100 GHz.

Nag-uswag nga aplikasyon sa teknolohiya

Ang pag-uswag sa mga electro optic modulators suod nga may kalabotan sa mga nag-uswag nga aplikasyon sa daghang natad. Sa natad sa artipisyal nga paniktik ug mga sentro sa datos,high-speed nga modulatorsImportante alang sa sunod nga henerasyon sa mga interconnection, ug ang AI computing applications maoy nagduso sa panginahanglan alang sa 800G ug 1.6T pluggable transceiver. Ang teknolohiya sa modulator gigamit usab sa: pagproseso sa impormasyon sa quantum neuromorphic computing Frequency modulated continuous wave (FMCW) lidar microwave photon technology

Sa partikular, ang manipis nga pelikula nga lithium niobate electro-optic modulators nagpakita sa kusog sa optical computational processing engines, nga naghatag paspas nga low-power modulation nga nagpadali sa pagkat-on sa makina ug mga aplikasyon sa artipisyal nga paniktik. Ang ingon nga mga modulator mahimo usab nga molihok sa mubu nga temperatura ug angay alang sa quantum-classical nga mga interface sa mga linya sa superconducting.

Ang pag-uswag sa sunod nga henerasyon nga electro optic modulators nag-atubang sa daghang dagkong mga hagit: Gasto sa produksiyon ug sukod: ang thin-film nga lithium niobate modulators karon limitado sa 150 mm wafer production, nga miresulta sa mas taas nga gasto. Kinahanglan nga palapdan sa industriya ang gidak-on sa wafer samtang gipadayon ang pagkaparehas ug kalidad sa pelikula. Integration ug Co-design: Ang malampuson nga pagpalambo sahigh-performance modulatorsnanginahanglan komprehensibo nga kapabilidad sa pagdesinyo, nga naglambigit sa kolaborasyon sa mga optoelectronics ug mga tigdesinyo sa elektronik nga chip, mga supplier sa EDA, mga tinubdan, ug mga eksperto sa pagputos. Pagkakomplikado sa paggama: Samtang ang mga proseso sa optoelectronics nga nakabase sa silicon dili kaayo komplikado kaysa advanced CMOS electronics, ang pagkab-ot sa lig-on nga pasundayag ug abot nanginahanglan hinungdanon nga kahanas ug pag-optimize sa proseso sa paggama.

Gidasig sa AI boom ug geopolitical nga mga hinungdan, ang natad nakadawat og dugang nga pamuhunan gikan sa mga gobyerno, industriya ug pribadong sektor sa tibuok kalibutan, nga nagmugna og bag-ong mga oportunidad alang sa kolaborasyon tali sa akademya ug industriya ug nagsaad sa pagpadali sa kabag-ohan.