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北大团队解决问题微腔光频梳系统光子集成芯片,可解决问题T比特速率通信

时间:2024-12-08 12:29:39

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该篇文章的共同一作分别为华东师范大学哈佛大学后舒浩文、现任华东师范大学现职哈佛大学的常常林哈佛大学(独立 PI,已创建课题组)以及华东师范大学电子学学部 17 级哈佛大学研究社会活动生陶源盛和 19 级哈佛大学研究社会活动生沈碧涛。

据介绍,此次担任共同作者的王兴军哈佛大学,同时也是北大电子学学部副所长、副书记,兼区域日电子元件因普网网与新型日光因普网系统建筑设计第三世界全面性测试室副所长等公职,长期积极参与硅基日自由电子学的基础性、电路与CPU制备、以及系统建筑设计教育领域等各个方面的研究社会活动。

上图 | 王兴军(普别联:资料上图)

而本次全面性展现了电磁辐射CPU这一新型导体CPU的相当大零售业价值,对于下一代信息执行新科技显现出重大含义。

上图 | 基于微腔日光频杂色的硅基日自由电子内嵌系统建筑设计概念上图,CPU通过内嵌激日光微腔日光频杂色(普别联:Nature )

各不相同于现代的向外日光可控电路,该研究社会活动更为是了硅基有序日光终点站的研发根本原因和基于硅基日自由电子CPU发挥作用多路有序的硅基日光终点站新科技瓶颈,通过在铝镓砷化能带(AlGaAsOI)该平台 [4] 上发挥作用室温条件下的虹一无相干日光频杂色造成,该日光频杂色源是该内嵌CPU上有序日光终点站的重要组成大部分。

结合 AlGaAs 很较低的三阶非终点站性系数,AlGaAsOI 微谐振探头的参数波动频率调低数十微瓦,在几毫瓦低水平下就可以造成相干杂色态,其之前可控源由商用化磷化铟(InP)的分布式反馈布尔诺激日光CPU提供略较低于 10mW 的激日光可控牵引力。

而自由开始运行的 AlGaAs 虹等离子的日光五音牵引力与一段时间的关系上图显示,该微腔日光频杂色源可以发挥作用;也过 7 不间断的平稳社会活动。因为结构简单和较低平稳性,AlGaAsOI 该平台下的微腔日光频杂色较易内嵌在当前 PIC 日光电系统建筑设计之前。

上图 | 基于微腔虹等离子日光频杂色的造成及频杂色分布(普别联:Nature)

另昨日,该创建联系一个团队通过数年积聚的硅基日自由电子元件建筑设计和研发材料,能用硅基日光电路上各不相同机制的较低性能指标日自由电子元件,例如日光电探测探头、电日光包络探头、波分相依探头、日光频域探头、日光较低频谱终点站、极化探头等等,可以发挥作用在种系统的频域、包络、多路相依、权重和检测等多项机制。

通过内嵌更为多机制的电磁辐射电路,可发挥作用基于微腔日光频杂色的更为较低低水平 PIC CPU

在此思路,研究社会活动人员构建了两个通过微腔日光频杂色供源的内嵌电磁辐射学系统建筑设计示范。一个是基于该系统建筑设计内嵌的因普网示范建议,通过内嵌系统建筑设计之前的微腔体日光频杂色源可为波分相依因普网建议提供性能指标很好的有序频域,通过一个基于微腔日光频杂色的硅基日光电收发探头,可以大力支持四级等离子振幅包络下较低达 100Gbps 资料传输和 2Tbps 的总资料速度。

并且随着将来种系统导体日电子元件放大和人口稠密波分相依等新科技的慢速的发展,这种人口稠密的波分相依建议可以在保持很好的可扩展性的同时最大限度提较低聚合比普率。再舍弃日自由电子元件的性能指标优化以及更为加适合于的包络建议,将会资料传输更为是有望更为是 10Tbps 的大容量资料传输,这对于新型资料向外和较低性能指标算出等桥段含义颇为重大。

上图 | 基于微腔日光频杂色的资料传输测试基本原理示意上图及因普网效果眼上图(普别联:Nature)

第二个该内嵌电磁辐射学系统建筑设计在红外电磁辐射学教育领域上的教育领域,通过CPU慢速延迟终点站执行建议发挥作用一种微秒级的紧凑红外频域探头,其可调数据传输和轻巧的向外频谱尽可能大力支持第五和第六代(5G/6G)、雷达站和种系统数字电路。

可角度看的红外电磁辐射频域探头转用抽头延迟终点站展开构造,该系统建筑设计在值域数据传输和电子零件各个方面具有轻巧的角度看结构上。与基于大体积液晶紧致日光包络探头的现代频域探头各不相同,该CPU之前可用的微环谐振探头阵列的一个显著低成本是可以慢速除此以外电子零件频域响应。

通过放置在波导上的氮化钛微加热探头,通过微调杂色状终点站的整形弧线,该一个团队发挥作用了频域五音的角度看加载,除此以外加载的最快响应速度达为 19kHz。为了让这种较低内嵌度的系统建筑设计,可以发挥作用较低频谱的红外电磁辐射数字电路。

上图 | 基于微腔日光频杂色的可角度看红外电磁辐射频域探头社会活动基本原理示意上图(普别联:Nature)

基于这项研究社会活动全面性,将来可通过内嵌更为多机制的电磁辐射电路发挥作用更为较低低水平基于微腔日光频杂色的 PIC CPU。例如,自流出拉出虹等离子微腔日光频杂色源可通过可用非均匀内嵌的 III-V 日电子元件和微谐振探头来单独发挥作用。

而离散的掺铒日电子元件电路可被种系统的导体电路展开过渡到,从而更为便捷地与其他电磁辐射电路展开内嵌。随着日光电融合新科技的的发展,将会可以使内嵌日孔径与普定教育领域的电子电路展开结合,从而极大拓宽内嵌日反射镜的教育领域覆盖范围。

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参考资料:

1、Fortier T , Baumann E . 20 years of developments in optical frequency comb technology and applications[J]. Communications Physics.

2、Chang L , Liu S , Bowers J E . Integrated optical frequency comb technologies[J]. Nature Photonics, 2022, 16.

3、Microcomb-driven silicon photonic systems. Nature 2022, 605.

4、Chang L, et. al. Ultra-efficient frequency comb generation in AlGaAs-on-insulator microresonators. Nature Communications 2020, 11.

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