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研究人员开发出了快速、微米级的电光调制器

来源:未知 编辑:admin 时间:2020-05-22
导读:乔治华盛顿大学的研究人员首次开发并演示了一种硅基电光调制器,该调制器比最新技术更小,更快,更高效。通过在硅光子芯片平台上添加氧化铟锡(ITO)(一种在触摸屏显示器和太阳能电池中发现的透明导电氧化物),研究人员能够制造出尺寸为1微米的紧凑型设备

乔治华盛顿大学的研究人员首次开发并演示了一种硅基电光调制器,该调制器比最新技术更小,更快,更高效。通过在硅光子芯片平台上添加氧化铟锡(ITO)(一种在触摸屏显示器和太阳能电池中发现的透明导电氧化物),研究人员能够制造出尺寸为1微米的紧凑型设备,并能够产生千兆赫兹的速度,或者每秒10亿次信号调制。

电光调制器是互联网的主力军。他们将来自计算机和智能手机的电子数据转换为光纤网络的光学数据流,从而实现了像视频流这样的现代数据通信。由于对数据服务的需求正在迅速增长并且正在向下一代通信网络发展,因此新发明是非常应景的。利用其紧凑的占地面积,电光转换器可以用作光学计算硬件中的换能器,例如模拟人脑的光学人工神经网络以及现代生活中的大量其他应用。

 

当前使用的电光调制器的尺寸通常在1毫米至1厘米之间。减小其尺寸可以提高封装密度,这对于芯片至关重要。尽管硅通常用作构建光子集成电路的无源结构,但硅材料的光物质相互作用会引起相当弱的光学指数变化,从而需要更大的器件尺寸。虽然谐振器可以用来增强这种弱电光效应,但它们会缩小器件的光学工作范围,并导致所需的加热元件消耗大量能量。

电气和计算机工程副教授沃尔克·索格(Volker Sorger)领导的乔治华盛顿大学的研究人员通过在硅光子波导芯片上均匀地添加一层氧化铟锡薄材料层,证明了光学指数变化比硅大1,000倍。与许多基于谐振器的设计不同,该频谱宽带设备可抵抗温度变化,并允许单根光纤电缆携带多个波长的光,从而增加了可通过系统传输的数据量。

Sorger博士说:“我们很高兴实现展示高速GHz的ITO调制器这一长达十年的目标。这为性能增强但尺寸减小的下一代光子可重构设备开辟了新的前景。”

论文“Sub-wavelength GHz-fast broadband ITO Mach–Zehnder modulator on silicon photonics”近日发表在Optica杂志上。

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