Forskere udvikler verdens første optiske transmitter af silicium ved 100 Gbps

Siliciumfotonikforskere fra Optoelectronics Research Center (ORC) har demonstreret den første optiske transmitter af silicium ved 100 Gbps og derover uden brug af digital signalbehandling.

Den optiske modulator fordobler næsten den maksimale datahastighed for nuværende avancerede enheder, demonstrerer potentialet for lavenergi-low-cost siliciumløsninger, der undgår at komplicere fremstillingsprocesser med nye materialer, der ikke er CMOS-kompatible.

Forskerholdet, ledet af professor Graham Reed fra Zepler Institute for Photonics and Nanoelectronics, har offentliggjort deres resultater i Optical Societys prestigefyldte tidsskrift Optica .

Den optiske modulator er en kritisk komponent i systemer, der betjener moderne informations- og kommunikationsteknologier, ikke kun i traditionelle datakommunikationsforbindelser, men også i mikrobølgefotonik eller computernetværk i chipskala.

Dr. Ke Li, hovedforfatter og hovedopfinder af teknologiens tilknyttede patenter, siger:"I modsætning til tidligere arbejde på området, vi har introduceret en ny designfilosofi, hvor fotonik og elektronik skal betragtes som et enkelt integreret system for at tackle de krævende tekniske udfordringer på dette felt."

Den nye forskning blev avanceret inden for Southamptons Silicon Photonics Group som en del af £6 millioner Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) Program Grant Silicon Photonics for Future Systems.

Professor Reed, Vicedirektør for ORC, siger:"Vores resultater er baseret på et fuldt integreret elektronisk-fotonisk system, ikke en laboratorieprobet selvstændig siliciummodulator. I alt andet arbejde til dato, der ikke er afhængigt af digital signalbehandling for at genoprette signalintegriteten, integration af elektronikken og fotonikken har resulteret i en ringere systemydelse sammenlignet med de enkelte komponenters ydeevne, hvilket resulterer i en maksimal datahastighed på cirka 56 Gbps.

"På et tidspunkt, hvor de fleste forskere rundt om i verden stræber efter en forbedring på systemniveau i størrelsesordenen fem til 10 procent, vores resultater repræsenterer tæt på en 100 procent forbedring, så vi er glade for, at vores designfilosofi viser sig at være vellykket. Det er derfor, vi mener, at disse resultater er vigtige, da de kan ændre den måde, designere konfigurerer fremtidens datakommunikationstransmissionssystemer på."

Siliciummodulatoren blev fremstillet gennem Southamptons CORNERSTONE forskningsfabrikationsstøberiservice, og integreret med skræddersyede modulatordrivere, der er designet internt og fremstillet på TSMC elektronikstøberi i Taiwan. Fabrikations- og integrationsarbejde udføres på University of Southamptons Mountbatten renrumskompleks.