ETHチューリッヒの研究者は、信号品質を損なうことなく、高速電子信号を直接超高速光信号に変換するために使用される超高速チップを考案しました。電子素子と光ベースの素子を同じチップに組み合わせたのはこれが初めてです。実験は、ドイツ、米国、イスラエル、ギリシャのパートナーと共同で実施されました。これは、現在のように技術用語での足がかりです。これらの要素は、別々のチップで製造してから、ワイヤで接続する必要があります。
電子信号を別のチップを使用して光信号に変換すると、信号品質の量が低下し、光を使用したデータ転送の速度も低下します。ただし、これは、変調器を備えた新しいプラズモンチップには当てはまりません。これは、電気信号を光波に変換することによって特定の強度の光を生成するチップ上のコンポーネントです。変調器のサイズが小さいため、変換プロセスで品質と強度が失われることはなく、光ではなく、データが迅速に送信されます。単一チップ上の電子機器とプラズモンの組み合わせにより、光信号の増幅が可能になり、より高速なデータ伝送が保証されます。
電子部品とフォトニック部品は、2層のように互いにしっかりと重ねて配置され、「オンチップビア」を使用してチップ上に直接配置され、可能な限りコンパクトになっています。この電子機器とフォトニクスの階層化により、伝送経路が短縮され、信号品質の観点から損失が減少します。このアプローチは、エレクトロニクスとフォトニクスが単一の基板上に実装されているため、適切に「モノリシック共和分」と呼ばれます。チップ上のフォトニック層にはプラズモン強度変調器が含まれており、光をより高速に到達させるための金属構造により、電気信号をさらに高速な光信号に変換するのに役立ちます。
4つの低速入力信号が束ねられて増幅されて高速電気信号を形成し、それが高速光信号に変換されます。このプロセスは「4：1多重化」として知られており、モノリシックチップ上で100ギガビット/秒を超える速度でデータを初めて送信しました。可能。高速は、プラズモンと従来のCMOSエレクトロニクス、さらに高速なBiCMOSテクノロジーを組み合わせることで実現されました。さらに、ワシントン大学の新しい温度安定性のある電気光学材料と、Horizon2020プロジェクトのPLASMOfabおよびplaCMOSからの洞察も使用されました。研究者たちは、この超高速チップが将来の光通信ネットワークでのスピーディーなデータ伝送への道を開くと確信しています。