Увеличение потока данных создает потребность в сокращении стоимости и размера оптических компонентов. Улучшенный дизайн с низким уровнем потерь для модуляторов, подходящих для кремниевых компьютерных микросхем, был разработан Скоро Тором Лимом и коллегами от Института A*STAR Высокоэффективного Вычисления, Института A*STAR Микроэлектроники и сотрудников от Fujikura Ltd.
Существующие оптические модуляторы основаны на литиевом ниобате, материал, который является дорогим и неподходящим для кремниевых чипов. В то время как кремний предлагает недорогую альтернативу, он может только использоваться с добавлением других элементов, которые могут создать положительные и отрицательные подвижные электрические обвинения. Модуляция требует, чтобы подвижные обвинения были направлены в и из устройства переменным электрическим напряжением, которое управляет и скоростью света через чип и скоростью передачи данных.
Свет, который проходит через этот регион и пересекает свет, который проходит через нейтральный кремниевый регион, создает эффекты взаимодействия в оптическом луче, который включает и выключает свет.Предыдущие проекты модулятора содержали заряженные регионы, которые были относительно большими с недостатком, что они увеличили поглощение света в чипе. Однако в предложенном дизайне команды, эта область уменьшена так, чтобы меньше лазерного луча прошло через заряженный регион (см. изображение).После компьютера, моделируя работу модулятора, команда изготовила их устройство на кремниевом чипе, у которого есть легкие каналы только 220 миллимикронов высотой и 550 миллимикронов шириной.
По сравнению с проектами с большими заряженными областями эти модуляторы уменьшили оптические ущербы максимум от 28 процентов и работали на более быстрых скоростях 10 гигабит в секунду.«У нашего устройства есть скорость и оптические потери, сопоставимые с существующей технологией, такие как литиевый ниобат», говорит Лим. «Одна причина этой высокой эффективности состоит в том, потому что мы использовали очень точные машинные коды, развитые внутренний».Успешно демонстрация устройства также подчеркивает, как моделирование программного обеспечения может сократить необходимое количество экспериментов, добавляет Лим. «Моделирование и анализ помогают визуализировать физическое поведение этих ультрасовременных оптических устройств.
Это может определить потенциальные проблемы и обойти потребность в дорогостоящих многократных повторениях дизайна, в конечном счете ускоряющих скорость на рынок».