D'Zukunft vunelektrooptesch Modulatoren
Elektrooptesch Modulatoren spillen eng zentral Roll an modernen optoelektronesche Systemer, spillen eng wichteg Roll a ville Beräicher vu Kommunikatioun bis Quanteberechenung andeems se d'Eegeschafte vum Liicht reguléieren. Dëse Pabeier diskutéiert den aktuelle Status, de leschten Duerchbroch an zukünfteg Entwécklung vun der Elektrooptescher Modulatortechnologie
Figur 1: Leeschtung Verglach vu verschiddeneopteschen modulatorTechnologien, dorënner dënn Film Lithium Niobate (TFLN), III-V elektresch Absorptiounsmodulatoren (EAM), Silizium-baséiert a Polymer Modulatoren wat d'Insertiounsverloscht, Bandbreedung, Stroumverbrauch, Gréisst a Fabrikatiounskapazitéit ugeet.
Traditionell Siliziumbaséiert Elektrooptesch Modulatoren an hir Aschränkungen
Silicon-baséiert photoelektresch Liichtmodulatoren sinn d'Basis vun opteschen Kommunikatiounssystemer fir vill Joren. Baséierend op de Plasma-Dispersiounseffekt, hunn esou Apparater bemierkenswäerte Fortschrëtter an de leschten 25 Joer gemaach, an d'Erhéijung vun den Datenübertragungsraten ëm dräi Uerderen vun der Gréisst. Modern Silizium-baséiert Modulatoren kënnen 4-Niveau Puls Amplitude Modulatioun (PAM4) vu bis zu 224 Gb / s erreechen, an nach méi wéi 300 Gb / s mat PAM8 Modulatioun.
Wéi och ëmmer, Silizium-baséiert Modulatoren hunn fundamental Aschränkungen, déi aus Materialeigenschaften entstinn. Wann optesch Transceiver Baudrate vu méi wéi 200+ Gbaud erfuerderen, ass d'Bandbreedung vun dësen Apparater schwéier d'Nofro z'erreechen. Dës Begrenzung staamt aus den inherenten Eegeschafte vum Silizium - d'Gläichgewiicht fir exzessive Liichtverloscht ze vermeiden wärend genuch Konduktivitéit erhale schaaft inévitabel Ausgläich.
Emerging Modulator Technologie a Materialien
D'Aschränkungen vun traditionelle Silizium-baséiert Modulatoren hunn d'Fuerschung an alternativ Materialien an Integratiounstechnologien gedriwwen. Dënn Film Lithium Niobat ass eng vun de villverspriechendste Plattforme fir eng nei Generatioun vu Modulatoren ginn.Dënn Film Lithium Niobat elektrooptesch Modulatorenierwen déi excellent Charakteristiken vun Bulk Lithium Niobate, dorënner: breet transparent Fënster, groussen elektro-optesche Koeffizient (r33 = 31 pm / V) linear Zell Kerrs Effekt kann a multiple Wellelängt Beräicher bedreiwen
Rezent Fortschrëtter an dënnem Film Lithium Niobate Technologie hunn bemierkenswäert Resultater geliwwert, dorënner e Modulator deen op 260 Gbaud mat Datenraten vun 1.96 Tb / s pro Kanal funktionnéiert. D'Plattform huet eenzegaarteg Virdeeler wéi CMOS-kompatibel Drive Volt an 3-dB Bandbreed vun 100 GHz.
Emerging Technologie Applikatioun
D'Entwécklung vun elektrooptesche Modulatoren ass enk verbonne mat opkomende Applikatiounen a ville Beräicher. Am Beräich vun der kënschtlecher Intelligenz an der Rechenzentren,Héich-Vitesse modulatorssi wichteg fir déi nächst Generatioun vu Verbindungen, an AI Rechenapplikatioune féieren d'Nofro fir 800G an 1.6T pluggable Transceiver. Modulator Technologie gëtt och applizéiert fir: Quanteninformatiounsveraarbechtung neuromorphic Computing Frequenz moduléiert kontinuéierlech Welle (FMCW) Lidar Mikrowellen Photon Technologie
Besonnesch dënn Film Lithium Niobat elektrooptesch Modulatoren weisen Stäerkt an opteschen computational Veraarbechtungsmotoren, déi séier Low-Power Modulatioun ubidden, déi Maschinnléieren a kënschtlech Intelligenz Uwendungen beschleunegen. Esou Modulatoren kënnen och bei niddregen Temperaturen funktionnéieren a si passend fir quantumklassesch Schnëttplazen an Superleitungslinnen.
D'Entwécklung vun der nächster Generatioun elektrooptesche Modulatoren huet e puer grouss Erausfuerderungen: Produktiounskäschte a Skala: Dënnfilm Lithium Niobate Modulatoren sinn am Moment limitéiert op 150 mm Wafer Produktioun, wat zu méi héije Käschten resultéiert. D'Industrie muss d'Wafergréisst ausbaue wärend d'Filmuniformitéit a Qualitéit behalen. Integratioun a Co-Design: Déi erfollegräich Entwécklung vunhéich-Performance modulatorserfuerdert iwwergräifend Co-Design Fäegkeeten, involvéiert d'Zesummenaarbecht vun Optoelektronik an elektroneschen Chip Designer, EDA Fournisseuren, Quellen a Verpackungsexperten. Fabrikatiounskomplexitéit: Wärend Siliziumbaséiert Optoelektronik Prozesser manner komplex sinn wéi fortgeschratt CMOS Elektronik, erfuerdert stabil Leeschtung an Ausbezuele bedeitend Expertise a Fabrikatiounsprozessoptiméierung.
Ugedriwwe vum AI Boom a geopolitesche Faktoren, kritt d'Feld erhéicht Investitioune vu Regierungen, Industrie an dem Privatsecteur ronderëm d'Welt, schaaft nei Méiglechkeete fir Zesummenaarbecht tëscht Akademie an Industrie a versprécht Innovatioun ze beschleunegen.
Post Zäit: Dez-30-2024