在電子和電信中,發送器(英語:Transmitter),又稱無線電發送器,指用天線產生與發射無線電波的電子設備。發送器是所有通過無線電進行通信的電子設備的必要組成部分,例如無線電和電視廣播電臺、手機、對講機、無線網絡、支持藍牙的設備、飛機輪船等的雙向無線電、太空飛行器、雷達裝置和導航信標。
我們的手機裡有多個發射器:雙工信元收發器、Wi-Fi數據機、和藍牙數據機。一臺筆記本電腦和無線路由器連接成一個無線局域Wi-Fi網絡,通過Wi-Fi數據機、自動微波發射器和接收器與網絡服務提供商(ISP)交換數據包。
光調製器(optical modulator)是一種用於調製光束的設備。光束可以在自由空間上傳送,也可以通過光波導(光纖)傳播。光學調製器是服務於現代信息和通信技術的系統中的關鍵組件,不僅在傳統的數據通信鏈路中,而且在微波光子學或晶片級計算網絡中。
英國南安普敦大學(英語:University of Southampton)光子學和納米電子學研究所光電研究中心(ORC)的矽光子學研究團隊開發出首個100Gbps及更高速率的全矽光發送器,而無需使用數位訊號處理。該研究結果發表在最近的《光學》雜誌上。
論文作者中包括8位在該研究中心從事研究的中國學者,其中論文第一作者、李科(Ke Li)博士,也是該技術的相關專利的主要發明人。
100Gbps,表示每秒100千兆比特,代表接口設備所能吞吐的最大數據量。該光調製器幾乎使當前最先進設備的最大數據速率提高了一倍,證明了低功耗、低成本、全矽解決方案的潛力,這些解決方案可避免使製造工藝與不兼容CMOS的新材料複雜化。
李科說:「與該領域以前的工作相比,我們引入了一種新的設計理念,須將光子學和電子學視為一個集成的系統,以便應對這一領域的嚴峻技術挑戰。」
該研究主導、光電研究中心副主任Reed教授說:「我們的結果基於完全集成的電子光子系統,而不是實驗室探測到的獨立矽調製器。迄今為止,在所有其他工作中,都不依賴於數位訊號處理恢復信號完整性,電子和光子學的集成導致系統性能低於單個組件的性能,從而導致大約56Gbps的最大數據速率。
「當世界上大多數研究人員都在努力將系統級別的改進幅度提高5%到10%時,我們的結果表明改進了將近100%,因此我們很高興我們的設計理念獲得了成功。這是為什麼我們認為這些結果很重要,因為它們可以改變設計人員配置未來數據通信傳輸系統的方式。」
該矽調製器與定製的調製器驅動器集成在一起,這些驅動器是在臺積電電子代工廠內部設計和製造的,製造和集成工作在該研究中心實驗室進行。
參考:Ke Li et al. Electronic–photonic convergence for silicon photonics transmitters beyond 100 Gbps on–off keying, Optica (2020). DOI: 10.1364/OPTICA.411122
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