В докладе, который будет представлен на конференции и выставке OFC: The Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, которая состоится 3-7 марта в Сан-Диего, Калифорния., U.S.А., Исследователи Тэ Джун Сок и его коллеги сообщат об успешном масштабировании интегрированного кремниевого фотонного переключателя 240×240. Устройство названо так, потому что оно принимает 240 входных каналов оптической связи и отправляет их в 240 выходных каналов.
С помощью экспериментальных фотонных переключателей, изготовленных в лаборатории нанотехнологий Marvell в Калифорнийском университете в Беркли, исследовательская группа продемонстрировала меньшие потери сигнала, чем сообщалось ранее, сказал Сок, доцент Института науки и технологий Кванджу в Южной Корее и приглашенный научный сотрудник Калифорнийского университета. Беркли.
Удовлетворение потребностей отрасли с помощью усовершенствованной оптической коммутации
Телекоммуникационная отрасль давно приняла волоконно-оптическую технологию как лучшее решение для удовлетворения растущего спроса на более высокие скорости и большую пропускную способность передачи данных по медным электрическим проводам старого образца.
Теперь аналогичная революция происходит в точках, где отправляются и принимаются сообщения, передаваемые по магистральным оптоволокнам. Вместо энергоемких электрических переключателей, которые требуют оптико-электрооптического преобразования и вызывают потерю сигнала, исследователи разрабатывают и развертывают фотонные переключатели для улучшения качества передачи и подключения одной передачи к десяткам, а иногда и тысячам серверов.
В частности, фотонные переключатели на основе кремния, использующие передовую технологию комплементарного металлооксидного полупроводника (CMOS), привлекают большое внимание исследователей как мощная платформа из-за их низкой стоимости и большой емкости. Они могут заменить электрические переключатели, которые скоро столкнутся с ограничениями масштабируемости с точки зрения производительности и энергоэффективности. Чтобы реализовать этот потенциал, исследователи сейчас работают над преодолением ограничений, связанных с размером современных кремниевых фотонных чипов, и улучшением их производительности.
«В последнее время многие исследовательские группы представили отчеты о кремниевых фотонных переключателях с большим количеством портов ввода / вывода», – сказал Сок.
Однако физический размер кремниевого фотонного чипа был ограничен 2-3 см из-за ограничений инструментов литографии, необходимых для вытравливания требуемых геометрических узоров на кремниевых пластинах, используемых в качестве основы для интегрированных чипов.
Сок и его коллеги преодолели это ограничение, используя процесс, известный как сшивание литографии, создав кремниевый фотонный переключатель 240×240 в масштабе пластины, сшив вместе девять блоков переключателей 80×80 в массив 3×3 с тремя входными и тремя выходными блоками сопряжения. Переключатели, разработанные в рамках эксперимента, связывали свет, входящий и выходящий из чипа, через решетчатые ответвители. Ячейки переключателей приводились в действие электрическими датчиками.
В результате площадь переключателя составила 4 см х 4 см, что почти вдвое больше существующих кремниевых фотонных переключателей. «Насколько нам известно, это самый большой интегрированный фотонный переключатель, о котором когда-либо сообщалось на любой платформе», – сказал Сок.
Результаты измерений экспериментального переключателя также побили все рекорды. "Отношение потерь на кристалле к количеству портов (0.04 дБ / порт) – самый низкий из продемонстрированных ", – добавил Сок.
«Эта технология может быть применена не только к кремниевым фотонным переключателям, но и к любым приложениям кремниевой фотоники, которые требуют сверхбольших устройств, таких как программируемые фотонные процессоры и т. Д.», – сказал Сок.