Geljegielektro-optik modulýatorlar
Elektro-optik modulýatorlar häzirki zaman optoelektron ulgamlarynda esasy rol oýnaýar we ýagtylygyň häsiýetlerini düzgünleşdirmek arkaly aragatnaşykdan kwantum hasaplamalaryna çenli köp ugurlarda möhüm rol oýnaýar. Bu makalada elektro-optik modulýator tehnologiýasynyň häzirki ýagdaýy, iň soňky üstünligi we geljekki ösüşi ara alnyp maslahatlaşylýar.
1-nji surat: Dürli enjamlaryň iş görkezijilerini deňeşdirmekoptiki modulýatortehnologiýalar, şol sanda inçe plýonkaly litium niobaty (TFLN), III-V elektrik siňdiriş modulýatorlary (EAM), kremniý esasly we polimer modulýatorlary girizmek ýitgisi, geçirijilik ukyby, energiýa sarp edilişi, ölçegi we önümçilik kuwwaty babatda.
Adaty kremniý esasly elektro-optik modulýatorlar we olaryň çäklendirmeleri
Kremniý esasly fotoelektriki ýagtylyk modulýatorlary köp ýyllaryň dowamynda optiki aragatnaşyk ulgamlarynyň esasy bolup geldi. Plazma dispersiýa täsirine esaslanyp, şeýle enjamlar soňky 25 ýylyň dowamynda uly ösüş gazandy we maglumat geçirijilik tizligini üç esse artdyrdy. Häzirki zaman kremniý esasly modulýatorlary 224 Gb/s çenli 4 derejeli impuls amplitudasy modulýasiýasyny (PAM4), hatda PAM8 modulýasiýasynda 300 Gb/s-den hem köp tizlige ýetip bilýär.
Şeýle-de bolsa, kremniý esasly modulýatorlar materialyň häsiýetlerinden gelip çykýan esasy çäklendirmeler bilen ýüzbe-ýüz bolýarlar. Optiki ötüriji-geçirijiler 200+ Gbauddan gowrak bod tizligini talap edende, bu enjamlaryň geçirijilik ukyby talaby kanagatlandyrmak kyn bolýar. Bu çäklendirme kremniýiň içki häsiýetlerinden gelip çykýar - ýeterlik geçirijiligi saklap, aşa köp ýagtylyk ýitgisiniň öňüni almak deňagramlylygy hökman özara ylalaşyklary döredýär.
Modulýator tehnologiýasy we materiallary täze döreýär
Adaty kremniý esasly modulýatorlaryň çäklendirmeleri alternatiw materiallar we integrasiýa tehnologiýalary boýunça ylmy barlaglary öňe sürdi. Inçe plýonkaly litiý niobaty täze nesil modulýatorlar üçin iň geljegi uly platformalaryň birine öwrüldi.Inçe plýonkaly litium niobaty elektro-optiki modulýatorlaryköp mukdarda litium niobatyň ajaýyp häsiýetlerini miras alýar, şol sanda: giň açyk penjire, uly elektro-optik koeffisiýent (r33 = 31 pm/V), çyzykly öýjük Kerrs täsiri köp tolkun uzynlygy diapazonlarynda işläp bilýär
Inçe plýonkaly litium niobaty tehnologiýasyndaky soňky ösüşler ajaýyp netijeleri berdi, şol sanda kanalda 1,96 Tb/s maglumat geçirijilik tizligi bilen 260 Gbaud tizlikde işleýän modulýator. Platformanyň CMOS bilen utgaşykly hereketlendirijiniň naprýaženiýesi we 100 GHz 3 dB geçirijilik ukyby ýaly özboluşly artykmaçlyklary bar.
Täze tehnologiýa ulanylyşy
Elektro-optik modulýatorlaryň ösüşi köp ugurlarda täze ulanylyşlar bilen ýakyndan baglanyşyklydyr. Süni intellekt we maglumat merkezleri ulgamynda,ýokary tizlikli modulýatorlargeljekki nesil arabaglanyşyklar üçin möhümdir we emeli intellekt hasaplama ulgamlary 800G we 1.6T birikdirilýän ötüriji-geçirijilere bolan islegi artdyrýar. Modulýator tehnologiýasy şeýle hem şu maksatlara ulanylýar: kwant maglumatlaryny işläp çykarmak neýromorfik hasaplamalar Çaltlyk modullaşdyrylan üznüksiz tolkun (ÇMÜ) lidar mikrotolkun foton tehnologiýasy
Hususan-da, inçe plýonkaly litium niobaty elektro-optiki modulýatorlary optiki hasaplama işläp çykaryş hereketlendirijilerinde berklik görkezýär, maşyn öwrenmegini we emeli intellekt ulanylyşyny çaltlaşdyrýan çalt pes kuwwatly modulýasiýany üpjün edýär. Şeýle modulýatorlar şeýle hem pes temperaturada işläp bilýärler we aşyr geçirijilikli liniýalardaky kwant-klassiki interfeýsler üçin amatlydyr.
Indiki nesil elektro-optik modulýatorlaryň işlenip düzülmegi birnäçe esasy kynçylyklar bilen ýüzbe-ýüz bolýar: Önümçilik çykdajylary we möçberi: inçe plýonkaly litium niobat modulýatorlary häzirki wagtda 150 mm plastinka önümçiligi bilen çäklendirilýär, bu bolsa çykdajylaryň ýokarlanmagyna getirýär. Senagat plýonkanyň birmeňzeşligini we hilini saklap galmak bilen plastinkanyň ölçeglerini giňeltmäge mätäç. Integrasiýa we bilelikde dizaýn: üstünlikli işlenip düzülmegiýokary öndürijilikli modulýatorlaroptoelektronika we elektron çip dizaýnerleriniň, EDA üpjün edijileriniň, çeşmeleriň we gaplama hünärmenleriniň hyzmatdaşlygyny öz içine alýan giňişleýin bilelikdäki dizaýn mümkinçiliklerini talap edýär. Önümçiligiň çylşyrymlylygy: Kremniý esasly optoelektronika prosesleri ösen CMOS elektronikasyna garanda has az çylşyrymly bolsa-da, durnukly öndürijilige we öndürijilige ýetmek üçin uly tejribe we önümçilik prosesini optimizirlemek zerurdyr.
Emeli intellektiň gülläp ösmegi we geosyýasy faktorlar sebäpli bu ugur dünýäniň dürli künjeklerinde hökümetlerden, senagatdan we hususy pudakdan maýa goýumlarynyň artmagyny üpjün edýär, bu bolsa akademiýa bilen senagatyň arasynda hyzmatdaşlyk üçin täze mümkinçilikleri döredýär we innowasiýalary çaltlandyrmaga wada berýär.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 30-njy dekabry