마이크로콤브는 실리콘 포토닉 칩을 향상시킨다

한번 통합되면, 데이터 통신에서 광 신경망에 이르는 애플리케이션에 비용 효율적인 마이크로콤을 맞춤화할 수 있다.

 

2000년대 초에 개발된 실리콘 포토닉(SiPh) 광학 시스템은 많은 구리선을 대체한 광섬유 케이블을 통해 높은 데이터량의 전송을 가능하게 한다. 그러나 온칩 병렬 레이저가 장착된 CMOS SiPh 시스템의 부족은 확장성에 장애가 된다. 마이크로콤은 상업적으로 실행 가능한 해결책을 제시한다. "라이트 자"라고도 알려진 마이크로콤은 단일 레이저로부터 빛을 받아 수백 개의 파장에서 빛을 생산하기 위해 마이크로 공진기를 사용한다. 각 주파수 라인은 데이터를 전송하므로 단일 칩 규모의 마이크로콤이 현재 다파장 광통신 시스템에 필요한 수십 개의 레이저를 대체할 수 있다. 마이크로컴 통합의 상당한 발전에도 불구하고, 기존 접근 방식은 여전히 칩에 통합된 유일한 구성 요소로서 빛을 필터링, 안내 및 결합하는 패시브 콤 부품을 사용하여 부피가 크고 값비싼 기술에 의존한다. 최근에, 전체 마이크로콤은 캘리포니아 대학 산타 바바라의 존 바우어스와 중국 북경 대학의 왕싱쥔과 그들의 각 팀에 의해 SiPh 시스템에 통합되었다. 그들의 에너지 효율적이고 저비용 접근법은 CMOS 호환 제조를 사용하는데, CMOS는 실용적인 상업적 응용 분야에서 간단한 구현을 가능하게 해야 한다고 말한다. 과학자들은 절연체에 알루미늄 갈륨 비소를 조립했다.OI) 분산 피드백(DFB) 레이저로부터 연속 스펙트럼 빛을 간섭성 마이크로컴으로 변환하는 마이크로 공진기. 치아가 연속파 배경 위의 피크인 밝은 마이크로콤브는 마이크로 공진기의 열 분산으로 인해 성능이 저하되기 쉽다. 그 효과에 대항하기 위해, 연구원들은 대신 연속적인 배경에 노치를 만들어 소위 다크 펄스 마이크로컴을 생성했다. 다크 펄스 생성 메커니즘은 소산에 덜 민감하며, 펄스 형상은 펌프 레이저에서 빗으로 빛을 효율적으로 전달할 수 있다.

마이크로 공진기는 또한 기록적으로 낮은 진동 임계값을 가지고 있기 때문에 저전력 온칩 레이저에 의해 펌핑될 수 있다. 결과적으로 나온 빗은 턴키 작동을 제공합니다. 자체 안정화되어 작동하기 위해 전자기 피드백 루프가 필요하지 않습니다. 이러한 기능을 통해 장치는 이전에 필요한 부피가 큰 장비를 제거할 수 있습니다. 마이크로콤브가 통합된 칩은 다양한 용도에 맞게 맞춤화할 수 있다. 그들의 SiPh 칩을 시연하기 위해, 연구원들은 전기적 신호와 광학적 신호를 상호 변환하는 광학 데이터 링크를 구축했다. 이 링크는 빗줄을 병렬 채널로 사용하고 초당 최대 2테라비트의 총 전송 속도로 전송하는데, 이는 전통적인 광통신 시스템이 달성한 초당 약 10기가비트에 비해 상당한 향상을 나타낸다. 파장의 범위를 넓히면 속도가 초당 10테라비트 이상으로 빨라질 수 있다고 연구원들은 말한다.

과학자들은 또한 광신호의 대역폭과 모양을 조절하는 마이크로파 필터를 시연했다. 필터는 5G, 레이더 및 온칩 신호 처리를 포함한 많은 실제 응용 프로그램에 대해 수십 마이크로초 만에 재구성할 수 있습니다. 조정 가능한 대역폭과 유연한 중앙 주파수를 가진 신호는 미래의 통신, 내비게이션 및 데이터 처리 시스템을 위한 저비용의 설치하기 쉬운 인프라를 지원할 수 있다.