Investigadores de fotónica de silicio del Centro de Investigación de Optoelectrónica (ORC) de la Universidad de Southampton han desarrollado el primer transmisor óptico totalmente de silicio a 100 Gbps sin el uso de procesamiento de señal digital.
El modulador óptico casi duplica la velocidad máxima de datos de los dispositivos de última generación actuales, lo que demuestra el potencial de soluciones totalmente de silicio de bajo costo y consumo que evitan complicar los procesos de fabricación con nuevos materiales que no son compatibles con CMOS.
El equipo de investigación, dirigido por el profesor Graham Reed del Instituto Zepler de Fotónica y Nanoelectrónica, publicó sus hallazgos en la revista Optica de la Optical Society.
El modulador óptico es un componente crítico en los sistemas que sirven a las tecnologías modernas de información y comunicación, no solo en los enlaces tradicionales de comunicación de datos, sino también en la fotónica de microondas o en las redes informáticas a escala de chip.
Por otro lado, el Dr. Ke Li, autor e inventor principal de las patentes asociadas a la tecnología, dice: “A diferencia del trabajo anterior en el campo, hemos introducido una nueva filosofía de diseño en la que la fotónica y la electrónica deben considerarse como un único sistema integrado para abordar los exigentes desafíos técnicos de este campo”.
La nueva investigación avanzó dentro del Silicon Photonics Group de Southampton como parte del programa de £ 6 millones del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC) Grant Silicon Photonics for Future Systems.
Comentarios de los principales autores
El profesor Reed, subdirector del ORC, dice: “Nuestros resultados se basan en un sistema fotónico electrónico totalmente integrado, no en un modulador de silicio autónomo probado en laboratorio. En todos los demás trabajos realizados hasta la fecha que no dependen del procesamiento de señales digitales para recuperar la integridad de la señal, la integración de la electrónica y la fotónica ha dado como resultado un rendimiento del sistema inferior en comparación con el rendimiento de los componentes individuales, lo que da como resultado una velocidad máxima de datos de aproximadamente 56 Gbps”.
“En un momento en el que la mayoría de los investigadores de todo el mundo se esfuerzan por lograr una mejora a nivel del sistema del orden del cinco al diez por ciento, nuestros resultados representan una mejora cercana al 100 por ciento, por lo que estamos encantados de que nuestra filosofía de diseño esté teniendo éxito. Por eso creemos que estos resultados son importantes, ya que pueden cambiar la forma en que los diseñadores configuran los sistemas de transmisión de comunicaciones de datos del futuro”.
El modulador de silicio se fabricó a través del servicio de fundición de fabricación de investigación CORNERSTONE de Southampton y se integró con controladores de modulador a medida que se diseñan internamente y se fabrican en la fundición de electrónica TSMC en Taiwán. El trabajo de fabricación e integración se lleva a cabo en el complejo de salas blancas Mountbatten de la Universidad de Southampton.
El estudio completo «Convergencia electrónica-fotónica para transmisores de fotónica de silicio de más de 100 Gbps de codificación on-off» se ha publicado y está disponible aquí.
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