Siliciumfotonica-onderzoekers van het Optoelectronics Research Center (ORC) hebben de eerste volledig silicium optische zender bij 100 Gbps en hoger gedemonstreerd zonder het gebruik van digitale signaalverwerking.

De optische modulator verdubbelt bijna de maximale datasnelheid van de huidige state-of-the-art apparaten, het demonstreren van het potentieel voor low-power low-cost all-silicium oplossingen die de fabricageprocessen niet compliceren met nieuwe materialen die niet CMOS-compatibel zijn.

Het onderzoeksteam, onder leiding van professor Graham Reed binnen het Zepler Institute for Photonics and Nanoelectronics, hebben hun bevindingen gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift van de Optical Society optiek .

De optische modulator is een essentieel onderdeel in systemen die moderne informatie- en communicatietechnologieën bedienen, niet alleen in traditionele datacommunicatieverbindingen, maar ook in microgolffotonica of computernetwerken op chipschaal.

Dr. Ke Li, hoofdauteur en hoofduitvinder van de bijbehorende patenten van de technologie, zegt:"In tegenstelling tot eerder werk in het veld, we hebben een nieuwe ontwerpfilosofie geïntroduceerd waarbij fotonica en elektronica moeten worden beschouwd als één geïntegreerd systeem om de veeleisende technische uitdagingen van dit veld aan te gaan."

Het nieuwe onderzoek werd voortgezet binnen de Silicon Photonics Group van Southampton als onderdeel van het £ 6 miljoen Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) Program Grant Silicon Photonics for Future Systems.

Professor Riet, plaatsvervangend directeur van de ORC, zegt:"Onze resultaten zijn gebaseerd op een volledig geïntegreerd elektronisch-fotonisch systeem, geen in het laboratorium geteste stand-alone siliciummodulator. In al het andere werk tot nu toe dat niet afhankelijk is van digitale signaalverwerking om de signaalintegriteit te herstellen, integratie van de elektronica en fotonica heeft geresulteerd in inferieure systeemprestaties in vergelijking met de prestaties van de afzonderlijke componenten, wat resulteert in een maximale datasnelheid van ongeveer 56 Gbps.

"In een tijd waarin de meeste onderzoekers over de hele wereld streven naar een verbetering op systeemniveau in de orde van vijf tot tien procent, onze resultaten vertegenwoordigen een verbetering van bijna 100 procent, dus we zijn verheugd dat onze ontwerpfilosofie succesvol blijkt te zijn. Daarom vinden wij deze resultaten belangrijk, omdat ze de manier kunnen veranderen waarop ontwerpers de datacomtransmissiesystemen van de toekomst configureren."

De siliciummodulator is gefabriceerd door Southampton's CORNERSTONE onderzoeksfabricage-gieterijdienst, en geïntegreerd met op maat gemaakte modulatordrivers die intern zijn ontworpen en gefabriceerd in de TSMC-elektronicagieterij in Taiwan. Het fabricage- en integratiewerk wordt uitgevoerd in het cleanroomcomplex in Mountbatten van de University of Southampton.