Framtíð rafsjónaaðila

FramtíðRafmagns mótaröðvar

Rafmagns sjónstýringar gegna meginhlutverki í nútíma optoelectronic kerfum og gegna mikilvægu hlutverki á mörgum sviðum frá samskiptum til skammtafræðinnar með því að stjórna eiginleikum ljóssins. Í þessari grein er fjallað um núverandi stöðu, nýjasta bylting og framtíðarþróun Electro Optic mótunartækni

Mynd 1: Samanburður á frammistöðu á mismunandiOptical ModulatorTækni, þar með talin þunn film litíum niobate (TFLN), III-V rafmagns frásogs mótar (EAM), kísilbundin og fjölliða mótarefni hvað varðar innsetningartap, bandbreidd, orkunotkun, stærð og framleiðslugetu.

Hefðbundin kísil-byggð rafmyndir og takmarkanir þeirra

Kísil-byggð ljóseindafræðilegir mótunaraðilar hafa verið grundvöllur sjónsamskiptakerfa í mörg ár. Byggt á dreifingaráhrifum í plasma hafa slík tæki náð ótrúlegum árangri undanfarin 25 ár og hækkaði gagnaflutningshraða með þremur stærðargráðum. Nútíma kísill-undirstaða mótunaraðilar geta náð 4 stigs púls amplitude mótun (PAM4) allt að 224 GB/s, og jafnvel meira en 300 GB/s með PAM8 mótun.

Samt sem áður standa kísil-byggðir mótum frammi fyrir grundvallar takmörkunum sem stafa af efnislegum eiginleikum. Þegar sjónstýringar þurfa meira en 200+ GBAUD, er erfitt að mæta eftirspurninni. Þessi takmörkun stafar af eðlislægum eiginleikum kísils - jafnvægi þess að forðast of mikið ljóstap en viðhalda nægilegri leiðni skapar óhjákvæmileg viðskipti.

Ný tækni tækni og efni

Takmarkanir hefðbundinna sílikon-byggðra mótunaraðila hafa knúið rannsóknir á öðrum efnum og samþættingartækni. Þunn film litíum niobate er orðinn einn af efnilegustu vettvangi nýrrar kynslóðar mótunaraðila.Þunn film litíum niobate raf-sjón-mótararErfðu framúrskarandi einkenni litíums níóbats, þar á meðal: breiður gegnsær gluggi, stór raf-sjón-stuðull (R33 = 31 pm/v) Línuleg frumu Kerrs áhrif geta virkað á mörgum bylgjulengdarsviðum

Nýlegar framfarir í þunnri kvikmynd Lithium Niobate tækni hafa skilað ótrúlegum árangri, þar á meðal mótor sem starfar við 260 GBAUD með gagnatíðni 1,96 TB/s á hverja rás. Pallurinn hefur einstaka kosti eins og CMOS-samhæft drifspennu og 3-DB bandbreidd 100 GHz.

Ný tækniforrit

Þróun rafvirkja mótunaraðila er nátengd nýjum forritum á mörgum sviðum. Á sviði gervigreindar og gagnavers,Háhraða mótarefnieru mikilvæg fyrir næstu kynslóð samtenginga og AI tölvunarforrit eru að knýja eftirspurnina um 800g og 1,6T tengibúnað. Modulator Technology er einnig beitt á: skammtaupplýsingavinnsla Neuromorphic tölvutíðni mótuð samfelld bylgja (FMCW) lidar örbylgjuofn ljóseindartækni

Sérstaklega sýna þunn film litíum niobate raf-ljósleiðarafyrirtæki styrk í sjón-reiknivinnsluvélum, sem veitir hratt lágmarks mótun sem flýtir fyrir vélanámi og gervigreindarforritum. Slíkir mótunaraðilar geta einnig starfað við lágan hita og henta fyrir skammtaklassísk tengi í ofurleiðandi línum.

Þróun næstu kynslóðar rafmeðferðaraðila stendur frammi fyrir nokkrum helstu áskorunum: Framleiðslukostnaður og mælikvarði: Thin-Film Lithium Niobate Modulators er nú takmarkað við 150 mm framleiðslu á skífu, sem leiðir til hærri kostnaðar. Iðnaðurinn þarf að stækka oflstærð en viðhalda einsleitni og gæðum kvikmynda. Sameining og samhönnun: Árangursrík þróunafkastamikil mótunaraðilarKrefst yfirgripsmikla samhönnunargetu, sem felur í sér samstarf optoelectronics og rafrænna flísarhönnuðir, EDA birgja, uppsprettur og umbúða sérfræðinga. Framleiðslu flækjustig: Þó að kísilbundin optoelectronics ferli séu minna flókin en háþróuð CMOS rafeindatækni, þá þarf að ná stöðugum afköstum og ávöxtun verulegri sérfræðiþekkingu og framleiðslu á framleiðsluferli.

Drifið áfram af AI uppsveiflu og stjórnmálalegum þáttum og fær sviðið aukna fjárfestingu frá stjórnvöldum, iðnaði og einkageiranum um allan heim og skapar ný tækifæri til samstarfs fræðimanna og iðnaðar og lofað að flýta fyrir nýsköpun.