Àm ri teachdmoduladairean electro-optaigeach
Tha pàirt chudromach aig moduladairean electro-optaigeach ann an siostaman optoelectronic an latha an-diugh, a’ cluich pàirt chudromach ann an iomadh raon bho chonaltradh gu coimpiutaireachd cuantamach le bhith a’ riaghladh feartan solais. Tha am pàipear seo a’ beachdachadh air an inbhe làithreach, an adhartas as ùire agus leasachadh san àm ri teachd air teicneòlas moduladair electro-optaigeach.
Figear 1: Coimeas coileanaidh diofarmoduladair optaigeachteicneòlasan, a’ gabhail a-steach lithium niobate film tana (TFLN), moduladairean gabhail dealain III-V (EAM), moduladairean stèidhichte air silicon agus polymer a thaobh call cuir a-steach, leud-bann, caitheamh cumhachd, meud, agus comas saothrachaidh.
Moduladairean electro-optaigeach stèidhichte air silicon traidiseanta agus na crìochan aca
Tha moduladairean solais foto-eileagtronaigeach stèidhichte air silicon air a bhith nam bunait do shiostaman conaltraidh optaigeach airson iomadh bliadhna. Stèidhichte air buaidh sgapadh plasma, tha innealan mar sin air adhartas iongantach a dhèanamh thar nan 25 bliadhna a dh’ fhalbh, ag àrdachadh ìrean gluasaid dàta le trì òrdughan meudachd. Faodaidh moduladairean ùr-nodha stèidhichte air silicon moduladaireachd leud cuisle 4-ìre (PAM4) suas ri 224 Gb/s a choileanadh, agus eadhon barrachd air 300 Gb/s le moduladaireachd PAM8.
Ach, tha cuingealachaidhean bunaiteach aig moduladairean stèidhichte air silicon a tha a’ tighinn bho fheartan stuthan. Nuair a dh’ fheumas luchd-gluasaid optigeach ìrean baud de chòrr air 200+ Gbaud, tha e duilich leud-bann nan innealan sin coinneachadh ris an iarrtas. Tha an cuingealachadh seo a’ tighinn bho fheartan nàdarra silicon - tha cothromachadh a bhith a’ seachnadh cus call solais agus a’ cumail suas seoltachd gu leòr a’ cruthachadh co-rèiteachaidhean do-sheachanta.
Teicneòlas agus stuthan moduladair a tha a’ tighinn am bàrr
Tha crìochan moduladairean traidiseanta stèidhichte air silicon air rannsachadh a bhrosnachadh ann an stuthan eile agus teicneòlasan amalachaidh. Tha lithium niobate film tana air a thighinn gu bhith mar aon de na h-àrd-ùrlaran as gealltanach airson ginealach ùr de moduladairean.Moduladairean electro-optaigeach lithium niobate film tanaa’ sealbhachadh feartan sàr-mhath lithium niobate mòr-chuid, nam measg: uinneag fharsaing shoilleir, co-èifeachd electro-optigeach mòr (r33 = 31 pm/V) cealla loidhneach faodaidh buaidh Kerrs obrachadh ann an iomadh raon tonn-fhaid
Tha adhartasan o chionn ghoirid ann an teicneòlas lithium niobate film tana air toraidhean iongantach a thoirt gu buil, a’ gabhail a-steach moduladair ag obrachadh aig 260 Gbaud le ìrean dàta de 1.96 Tb/s gach seanail. Tha buannachdan sònraichte aig an àrd-ùrlar leithid bholtaids dràibhidh co-chòrdail ri CMOS agus leud-bann 3-dB de 100 GHz.
Tagradh teicneòlais a tha a’ tighinn am bàrr
Tha leasachadh moduladairean electro-optaigeach ceangailte gu dlùth ri tagraidhean ùra ann an iomadh raon. Ann an raon inntleachd fuadain agus ionadan dàta,moduladairean àrd-astarcudromach airson an ath ghinealach de cheanglaichean eadar-cheangailte, agus tha tagraidhean coimpiutaireachd AI a’ stiùireadh an iarrtas airson tar-chuirichean pluggable 800G agus 1.6T. Tha teicneòlas moduladair cuideachd air a chur an sàs ann an: giullachd fiosrachaidh cuantamach coimpiutaireachd neuromorfach tonn leantainneach modulaichte tricead (FMCW) lidar teicneòlas photon meanbh-thonn
Gu sònraichte, tha moduladairean electro-optaigeach lithium niobate film tana a’ nochdadh neart ann an einnseanan giullachd coimpiutaireachd optaigeach, a’ toirt seachad moduladaireachd luath ìosal-chumhachd a luathaicheas ionnsachadh innealan agus tagraidhean inntleachd fuadain. Faodaidh moduladairean mar sin obrachadh aig teòthachd ìosal cuideachd agus tha iad freagarrach airson eadar-aghaidhean cuantamach-clasaigeach ann an loidhnichean superconducting.
Tha grunn dhùbhlain mhòra mu choinneamh leasachadh moduladairean electro-optaigeach an ath ghinealaich: Cosgais agus sgèile cinneasachaidh: tha moduladairean lithium niobate film tana an-dràsta cuingealaichte ri cinneasachadh wafer 150 mm, agus mar thoradh air sin tha cosgaisean nas àirde ann. Feumaidh an gnìomhachas meud wafer a leudachadh fhad ‘s a tha iad a’ cumail suas cunbhalachd agus càileachd film. Amalachadh agus Co-dhealbhadh: Leasachadh soirbheachail airmoduladairean àrd-choileanaidhfeumaidh comasan co-dhealbhaidh coileanta, anns a bheil co-obrachadh dhealbhadairean optoelectronics agus sliseagan dealanach, solaraichean EDA, stòran, agus eòlaichean pacaidh. Iom-fhillteachd saothrachaidh: Ged a tha pròiseasan optoelectronics stèidhichte air silicon nas lugha iom-fhillte na eileagtronaig CMOS adhartach, tha feum air mòran eòlais agus leasachadh pròiseas saothrachaidh gus coileanadh agus toradh seasmhach a choileanadh.
Air a bhrosnachadh leis an àrdachadh ann an AI agus factaran geo-phoilitigeach, tha an raon a’ faighinn barrachd tasgaidh bho riaghaltasan, gnìomhachas agus an roinn phrìobhaideach air feadh an t-saoghail, a’ cruthachadh chothroman ùra airson co-obrachadh eadar an saoghal acadaimigeach agus gnìomhachas agus a’ gealltainn ùr-ghnàthachadh a luathachadh.
Àm puist: 30 Dùbhlachd 2024