Interruptores fotónicos experimentales probados por investigadores de la Universidad de California, Berkeley, ESTADOS UNIDOS., mostrar promesa hacia el objetivo de la óptica total, Conmutación de alta capacidad para futuras redes de transmisión de datos de alta velocidad. El interruptor desarrollado y probado para esta investigación demostró capacidades nunca antes vistas en los interruptores fotónicos.

En un artículo que se presentará en la OFC:Conferencia y exposición de comunicaciones por fibra óptica, que se celebrará del 3 al 7 de marzo en San Diego, Calif., ESTADOS UNIDOS., los investigadores Tae Joon Seok y sus colegas informarán sobre la ampliación exitosa de un interruptor fotónico de silicio integrado de 240x240. El dispositivo se llama así porque acepta 240 canales de entrada de comunicación óptica y los envía a 240 canales de salida.

Usando interruptores fotónicos experimentales fabricados en el Laboratorio de Nanofabricación Marvell en UC Berkeley, el equipo de investigación demostró una pérdida de señal más baja que cualquiera de los reportados anteriormente, dijo Seok, quien es profesor asistente en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju en Corea del Sur y académico visitante en UC Berkeley.

Abordar las necesidades de la industria con conmutación óptica avanzada

La industria de las telecomunicaciones adoptó hace mucho tiempo la tecnología de fibra óptica como una mejor solución para satisfacer la creciente demanda de velocidades más altas y una mayor capacidad de transmisión de datos a través de los cables eléctricos de cobre de antaño. Ahora se está produciendo una revolución similar en los puntos donde se envían y reciben los mensajes transmitidos a través de fibras de largo alcance. En lugar de interruptores eléctricos que consumen mucha energía y que requieren conversiones óptico-eléctrico-ópticas y causan pérdida de señal, Los investigadores están desarrollando e implementando conmutadores fotónicos para mejorar la calidad de la transmisión y vincular una única transmisión a decenas y, a veces, a miles de servidores.

En particular, Los interruptores fotónicos basados ​​en silicio que utilizan tecnología avanzada de semiconductores de óxido metálico complementario (CMOS) están atrayendo mucha atención de los investigadores como una plataforma poderosa debido a su bajo costo y alta capacidad. Tienen el potencial de reemplazar interruptores eléctricos, que pronto enfrentará límites de escalabilidad en rendimiento y eficiencia energética. Para realizar este potencial, Los investigadores ahora están trabajando para superar las limitaciones relacionadas con el tamaño de los chips fotónicos de silicio actuales y mejorar su rendimiento.

"Recientemente, muchos grupos de investigación informaron competitivamente sobre interruptores fotónicos de silicio con grandes recuentos de puertos de entrada / salida, "dijo Seok. Sin embargo, el tamaño físico de un chip fotónico de silicio se ha limitado a 2 a 3 cm debido a las limitaciones de las herramientas de litografía necesarias para grabar los patrones geométricos requeridos en las obleas de silicio utilizadas como base para los chips integrados.

Seok y sus colegas superaron esta limitación mediante el uso de un proceso conocido como costura de litografía, crear un interruptor fotónico de silicio de 240x240 a escala de oblea uniendo nueve bloques de interruptores de 80x80 en una matriz de 3x3, con tres bloques de acopladores de entrada y tres de salida. Los interruptores desarrollados como parte del experimento acoplaron la luz que entraba y salía del chip a través de acopladores de rejilla. Las celdas de conmutación fueron accionadas por sondas eléctricas.

El área del interruptor resultante era de 4 cm x 4 cm, casi duplicando el tamaño de los interruptores fotónicos de silicio existentes. "A lo mejor de nuestro conocimiento, este es el conmutador fotónico integrado más grande jamás reportado en cualquier plataforma, "Dijo Seok.

Los resultados medidos del interruptor experimental también batieron récords. "La relación entre pérdidas en el chip y recuento de puertos (0,04 dB / puerto) es la más baja demostrada, "Añadió Seok.

"Esta tecnología se puede aplicar no solo a los interruptores fotónicos de silicio, sino también a cualquier aplicación fotónica de silicio que requiera dispositivos a gran escala, como procesadores fotónicos programables, etcétera, "Dijo Seok.