Оптический переключатель снизил энергопотребление и ускорил передачу данных

Исследователи создали электрооптический переключатель, сочетающий высокую скорость и низкое энергопотребление, с минимальными помехами и широкой полосой пропускания. Это устройство, разработанное с использованием расширяемой технологии, которая совместима с микрочипами, способно усилить пропускные способности оптических сетей и дата-центров за счёт более эффективной маршрутизации сигналов.

Результаты работы будут представлены на конференции Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC), которая состоится с 30 марта по 3 апреля 2025 года в Сан-Франциско.

С развитием искусственного интеллекта и облачных вычислений возникает потребность в новых подходах для передачи больших объёмов данных. Оптическая коммутация, благодаря своей широкой полосе пропускания и малой задержке, рассматривается как ключевой элемент для решения этой задачи. Чтобы обеспечить переключение на уровне наносекунд, учёные разработали каскадный электрооптический переключатель 2×2, интегрировав тонкоплёночный ниобат лития (TFLN) в структуру из нитрида кремния при помощи микротрансферной печати.

Структура переключателя состоит из четырёх интерферометров Маха-Цендера 1×2, образованных волноводами из нитрида кремния. Методом микротрансферной печати на плечи интерферометров были нанесены компоненты TFLN, создающие гибридные фазовращатели. Такая архитектура комбинирует высокую модуляционную эффективность ниобата лития с превосходными пассивными характеристиками нитрида кремния, достигая оптимальной производительности.

Тестирование показало, что устройство обладает полосой пропускания свыше 100 нм (при уровне -3 дБ), потерями на уровне 1,3 дБ при длине волны 1550 нм и перекрёстными помехами менее -45 дБ. Благодаря TFLN, переключатель демонстрирует время отклика, не превышающее 3 нс, с очень низким энергопотреблением.

Следующим шагом будет оптимизация архитектуры соединителей для снижения потерь и обеспечение совместимости с коммерческими платформами на базе нитрида кремния с ультранизкими потерями. Также планируется разработка массовой микротрансферной печати для интеграции множества элементов за один цикл, что позволит масштабировать технологию для применения в оптических системах будущих поколений.

Этот проект от китайских исследователей открывает новые горизонты для создания более ёмких и энергосберегающих сетей, что является критически важным для удовлетворения растущих запросов на передачу данных в эпоху искусственного интеллекта и облачных сервисов.

Источник: iXBT