Voor de eerste keer, Onderzoekers van de Universiteit Twente zijn erin geslaagd om twee delen van een elektronische chip met elkaar te verbinden via een on-chip optische link. Een lichte verbinding kan een veilige manier zijn om een ​​hoogvermogencomponent en digitale besturingsschakelingen op één chip aan te sluiten zonder een directe elektrische verbinding. Tot nu, echter, een optische verbinding was niet mogelijk met behulp van standaard siliciumchiptechnologie. Vishal Agarwal, een UT Ph.D. student, is erin geslaagd om dit te doen. Hij realiseerde een heel klein optocoupler-circuit dat op een energiezuinige manier een datasnelheid van Megabits per seconde levert.

In 'smart power'-chips, de hoogvermogencomponent kan worden geïsoleerd van de digitale besturingscircuits. Deze isolatie garandeert een veilige werking in toepassingsgebieden zoals medische en auto-elektronica. Tot nu, dergelijke optocouplers waren omvangrijk en gescheiden van de chip. Inmiddels is door Vishal Agarwal een on-chip optocoupler gerealiseerd. Zijn optocoupler kan worden geïntegreerd met de elektronica met behulp van standaard chiptechnologie (CMOS). Het is ongeveer 0,008 mm ² groot en verbruikt minimaal energie.

Het integreren van een lichtbron en een lichtdetector op een chip is niet triviaal. In het algemeen, er zijn speciale materialen nodig die niet in het CMOS-proces kunnen worden ingevoerd. Silicium is op zichzelf geen goede lichtbron. Een silicium-LED op een chip zou wat infrarood licht uitstralen met een laag rendement, terwijl een siliciumdetector niet goed werkt met infrarood licht. Dit is geen goed uitgangspunt voor een optische verbinding. Vorig onderzoek, echter, door UT Ph.D. student Satadal Dutta, bewezen dat betere resultaten kunnen worden verkregen door de silicium-LED "op de verkeerde manier" aan te sluiten. Een lawine-effect resulteert in de emissie van zichtbaar licht. Op dezelfde manier, er kan een lichtdetector worden gemaakt waarbij een enkel foton een lawine kan opwekken. Het resultaat:een efficiënte optische verbinding.

Het principe werkte. Nutsvoorzieningen, voor Agarwal, de uitdaging was om een ​​elektronisch circuit te ontwerpen dat de LED en de detector op de beste manier aanstuurt, optimaliseren voor energieverbruik, snelheid en ruimtegebruik op de chip. Zo wil hij de spanning die nodig is voor de werking van de lawine-mode LED (AMLED) en de single photon lawinediode (SPAD) in evenwicht brengen, wat resulteert in een goede verbinding zonder lichtverlies. Hij moet ook bepalen hoe de lichtbron en lichtdetector op de chip moeten worden geplaatst, voor de hoogste efficiëntie. In zijn proefschrift, Agarwal komt met een optocoupler die volledig in CMOS kan worden geïntegreerd, met een datasnelheid van ongeveer 1 megabit per seconde en een minimaal energieverbruik.