Обычные кремниевые модуляторы, преобразующие электрические сигналы в свет, обычно имеют размер в несколько миллиметров и сталкиваются с необходимостью компромисса между эффективной модуляцией и высокочастотными характеристиками.
Замедляющий свет усиливает его взаимодействие с устройством, повышая эффективность, но электрическое сопротивление может ограничить скорость реакции модулятора.
Новый дизайн решает обе проблемы, потенциально помогая центрам обработки данных устанавливать больше оптических соединений при одновременном снижении энергопотребления.
«Мы создали кремниевый оптический модулятор на основе фотонно-кристаллического волновода со встроенным электрооптическим эквалайзером, который позволяет преодолеть ограничение полосы пропускания, сохраняя при этом преимущества эффекта замедления света», — сказал Тосихико Баба, один из авторов исследования и профессор Национального университета Ёкохамы.
Этот эффект замедления света усиливает взаимодействие между светом и устройством, позволяя небольшому электрическому изменению вызывать более значительные изменения в исходящем световом сигнале. В результате достигается более эффективная модуляция при меньших размерах.
Используя амплитудно-импульсную модуляцию с четырьмя уровнями сигнала (PAM-4), исследователи достигли скорости 180 Гбит/с без цифровой обработки сигнала (ЦОС). Добавление 11-отводного эквалайзера приемника увеличило скорость до 200 Гбит/с, при при этом модулятор потреблял 63 фДж на бит.