科學家開發出全球首個100Gbps全矽光發送器

2020-12-04 量子認知

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

#通信#

相關焦點

  • 僅70㎡,藏著國內唯一具備矽光晶片全流程封裝測試能力的實驗室
    一塊晶片被放置自動測試設備上,正經受著嚴苛的考驗,周圍放置著按多個標準封裝的矽光晶片……4月7日,在西永微電子產業園區的聯合微電子中心有限責任公司(簡稱CUMEC公司)內的一間70㎡的實驗室內,多塊矽光晶片正經歷各種測試,而這是全國唯一具備矽光晶片全流程封裝測試能力的實驗室。
  • 芯報丨華工科技:已推出全系列100G、400G產品,布局矽光技術研發更...
    每日芯報 0104期 華工科技:已推出全系列100G、400G產品,布局矽光技術研發更高速光模塊 近日,華工科技發布投資者調研相關信息顯示,目前,華工科技已推出全系列100G、400G產品,單通道可實現25Gbps/50Gbps/100Gbps的解決方案,同時布局矽光技術,研發更高速光模塊解決方案,從而協助客戶建設更為敏捷、高效、綠色的數據中心。
  • 研究人員開發出世界上第一臺100Gbps的全矽光發射機
    光電子研究中心(ORC)的矽光子學研究人員展示了首個無需使用數位訊號處理的100Gbps及以上的全矽光發射器。該光調製器的最大數據速率幾乎是目前最先進器件的兩倍,證明了低功耗低成本全矽解決方案的潛力,避免了用不兼容CMOS的新材料使製造工藝複雜化。
  • 28層三維快閃記憶體、400G矽光晶片…… 全球領先創新成果閃耀武漢光博會
    (湖北日報全媒記者 魏錸 攝)湖北日報全媒記者 李源 通訊員 張珊妮 吳非受疫情防控限制流量等因素影響,本屆光博會觀眾人數相比往年稍有下降。但128層三維快閃記憶體晶片、400G矽光晶片等一批全球領先創新成果吸引不少觀眾駐足,成為展館裡的明星。
  • bioRxiv:科學家構建出了首個COVID-19開源全原子模型
    2020年6月10日 訊 /生物谷BIOON/ --SARS-CoV-2是誘發COVID-19的主要原因,刺突蛋白或S蛋白會促進病毒進入到宿主細胞內;日前,一篇發表在預印版平臺bioRxiv上的研究報告中,來自國立首爾大學等機構的科學家們通過研究開發出了首個全長S蛋白的開源全原子模型,相關研究結果非常重要,因為S蛋白在病毒進入宿主細胞內扮演著關鍵角色
  • 聚焦矽光創新動態 第二屆中國矽光產業論壇圓滿舉辦!
    傅博士表示,創新中心擬重點建設晶片工藝開發和中實驗平臺,疏通產業鏈條和技術管道。矽光平臺擁有國內首套自動化8/12寸矽光晶圓篩檢系統,效率可達3000片/年,目前開始對外服務。        在成果方面,創新中心在國際上6個主流矽光晶圓廠完成了>20次流片,建立自主IP庫。
  • 矽光技術未來已來 一文帶你了解矽光產業發展現狀與競爭格局
    數據時代 通信設備需要技術突破近年來,隨著寬帶中國戰略的深入實施,我國4G網絡基礎設施不斷完善,流量資費也在不斷降低,再加上智能終端價格的下降,這三個因素促進了支付
  • Front Oncol:開發出全球首個針對隱蔽性喉癌的唾液檢測技術
    2020年5月17日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一項刊登在國際雜誌Frontiers in Oncology上的研究報告中,來自昆士蘭科技大學等機構的科學家們通過研究開發出了一種簡單的唾液測試手段,其能對沒有症狀且無癌症跡象的個體進行早期喉癌檢測,該技術是全球首個無創檢測手段,其能從感染者的唾液樣本中提取HPV-DNA進行檢測,而持久性的人類乳頭瘤病毒
  • 科學家開發隱形和超導材料
    在不久的將來,科學家計劃開發塗層的改進版本,使塗層不僅與電磁波的電成分相互作用,而且還與磁性成分相互作用。阿列克謝·巴沙林表示,這種結構的實驗性開發將是實現完美隱形的重要一步。能量在空中傳遞國立研究大學(ITMO)的科學家開發出一種超材料,藉助該材料,能量可以同時以幾種頻率在空中傳遞,這使得創建通用無線充電器成為可能。
  • 加快疫苗開發!美英韓科學家創建首個新冠全長刺突蛋白開源全原子模型
    加快疫苗開發!美英韓科學家創建首個新冠全長刺突蛋白開源全原子模型  Emma Chou • 2020-06-23 10:14:21 來源:前瞻網
  • 矽光晶片是將什麼材料和器件通過特殊工藝製造的集成電路?
    打開APP 矽光晶片是將什麼材料和器件通過特殊工藝製造的集成電路? 集成電路園地 發表於 2020-06-11 09:02:19 2020年5月30日,聯合微電子中心(CUMEC)在重慶向全球隆重發布「180nm全套矽光工藝PDK(process design
  • 無線通信RF直接變頻發送器
    引言無線電發射器在經歷了若干年的發展後,逐步從簡單中頻發射架構過渡到正交中頻發送器、零中頻發送器。而這些架構仍然存在局限性,最新推出的RF
  • 我國科學家開發全球首個超過500Wh/kg鋰金屬軟包電池
    當下全球電動汽車快速發展使得高能量密度的電池需求日益強烈有鑑於此,世界主要發達國家,如美國、日本均設定了開發出能量密度高達500 Wh/kg的二次鋰電池發展目標。經典的基於三元正極材料體系鋰電池的工作原理是基於過渡金屬(TM)相關的陽離子氧化還原反應,但受限於陽離子活性容量,該類電池容量難以達到500 Wh/kg,而氧元素有關的陰離子氧化還原活性則有望大幅提升電池能量密度,成為了目前二次電池體系研究的熱點前沿。
  • 重慶科學家構建全球首個家蠶全基因組編輯篩選平臺
    圖為夏慶友教授團隊在《Genome Research》發表的全基因組編輯新成果。  中新網重慶新聞5月24日電(記者鍾旖)記者24日從西南大學獲悉,該校前沿交叉學科研究院生物學研究中心夏慶友教授團隊日前構建起全球首個家蠶全基因組編輯篩選平臺,運用平臺可建立全基因組家蠶基因編輯文庫,篩選鑑定出家蠶具有代表性的必需基因,推動家蠶遺傳育種工作。相關研究成果已於近期在國際基因組學領域知名期刊《基因組研究》在線發表。
  • 全球首個衛星全直播APP在成都發布
    29日下午,在成都國星宇航科技有限公司與電子科技大學衛星產業技術研究院主辦的「新基建」衛星網際網路產品發布會上,全球首個衛星全直播網際網路平臺——直播地球APP正式發布。據了解,直播地球APP三個月內已累積數百萬公測用戶。
  • 高端光晶片國產化勢在必行,「XYTech (芯耘光電)」 研發100G及以上...
    矽光子技術則是其中最為接近產業化的一種,目前全球都處在整個矽光產業爆發增長的前夜,當前僅有少數幾家美、日公司完成了產品研發並有一定規模的出貨量。 我們此前報導的XYTech(芯耘光電) 就在從事這方面的創業,公司專注於100G及以上速率的光晶片及光子集成技術開發,設計和製造。
  • 中國科學家繪製出全球首個哺乳動物細胞圖譜
    我國科學家繪製出全球首個哺乳動物細胞圖譜(創新前沿)  本報杭州2月23日電(記者江南)浙江大學醫學院幹細胞與再生醫學中心郭國驥教授團隊研發出低成本、高效率、完全國產化的高通量單細胞測序平臺「Microwell—seq」,對來自小白鼠近50種器官組織的40餘萬個細胞進行了系統性的單細胞轉錄組分析
  • 宮頸癌成為首個全球承諾消除的癌症
    生物世衛組織發布《加速消除宮頸癌的全球戰略》,宮頸癌成為首個全球承諾消除的癌症據WHO官網11月17日消息,世衛組織發布《加速消除宮頸癌的全球戰略》,概述了三個關鍵措施:疫苗接種、篩查和治療。該戰略的發布是一個歷史性裡程碑,標誌著宮頸癌成為首個全球194個國家根據今年世界衛生大會通過的決議共同承諾消除的癌症。