Interruttori fotonici sperimentali testati dai ricercatori dell'Università della California, Berkeley, STATI UNITI D'AMERICA., mostrare la promessa verso l'obiettivo di completamente ottico, commutazione ad alta capacità per le future reti di trasmissione dati ad alta velocità. L'interruttore sviluppato e testato per questa ricerca ha dimostrato capacità mai viste prima negli interruttori fotonici.
In un documento da presentare a OFC:The Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, che si terrà dal 3 al 7 marzo a San Diego, California, STATI UNITI D'AMERICA., i ricercatori Tae Joon Seok e colleghi riporteranno con successo lo scale up di uno switch fotonico al silicio integrato 240x240. Il dispositivo è così chiamato perché accetta 240 canali di ingresso di comunicazione ottica e li invia a 240 canali di uscita.
Utilizzando interruttori fotonici sperimentali prodotti presso il Marvell Nanofabrication Laboratory dell'UC Berkeley, il team di ricerca ha dimostrato una perdita di segnale inferiore a qualsiasi precedentemente riportato, disse Seok, che è assistente professore presso il Gwangju Institute of Science and Technology in Corea del Sud e visiting scholar presso l'UC Berkeley.
Rispondere alle esigenze del settore con la commutazione ottica avanzata
L'industria delle telecomunicazioni molto tempo fa ha abbracciato la tecnologia in fibra ottica come una soluzione migliore per soddisfare la crescente domanda di velocità più elevate e una maggiore capacità di trasmissione dei dati sui vecchi cavi elettrici di rame. Ora una rivoluzione simile sta avvenendo nei punti in cui vengono inviati e ricevuti i messaggi trasmessi su fibre a lungo raggio. Invece di interruttori elettrici assetati di energia che richiedono conversioni ottico-elettriche-ottiche e causano perdita di segnale, i ricercatori stanno sviluppando e implementando interruttori fotonici per migliorare la qualità della trasmissione e collegare una singola trasmissione a decine e talvolta migliaia di server.
In particolare, Gli interruttori fotonici a base di silicio che utilizzano la tecnologia avanzata dei semiconduttori a ossido di metallo complementare (CMOS) stanno attirando molta attenzione da parte dei ricercatori in quanto piattaforma potente grazie al loro basso costo e all'elevata capacità. Hanno il potenziale per sostituire gli interruttori elettrici, che presto dovrà affrontare limiti di scalabilità in termini di prestazioni ed efficienza energetica. Per realizzare questo potenziale, i ricercatori stanno ora lavorando per superare i limiti relativi alle dimensioni degli odierni chip fotonici al silicio e migliorarne le prestazioni.
"Recentemente, molti gruppi di ricerca hanno segnalato in modo competitivo interruttori fotonici al silicio con un numero elevato di porte di ingresso/uscita, " disse Seok. Tuttavia, la dimensione fisica di un chip fotonico di silicio è stata limitata a 2-3 cm a causa delle limitazioni degli strumenti di litografia necessari per incidere i modelli geometrici richiesti sui wafer di silicio utilizzati come base per i chip integrati.
Seok e i suoi colleghi hanno superato questa limitazione utilizzando un processo noto come cucitura litografica, creando un interruttore fotonico in silicio 240x240 in scala wafer unendo nove blocchi di interruttori 80x80 in un array 3x3, con tre blocchi accoppiatori di ingresso e tre di uscita. Gli interruttori sviluppati come parte dell'esperimento accoppiavano la luce che entrava e usciva dal chip attraverso accoppiatori a reticolo. Le celle di commutazione sono state azionate da sonde elettriche.
L'area dell'interruttore risultante era di 4 cm x 4 cm, quasi il doppio delle dimensioni degli interruttori fotonici al silicio esistenti. "Al meglio delle nostre conoscenze, questo è il più grande interruttore fotonico integrato mai riportato su qualsiasi piattaforma, " ha detto Seok.
Anche i risultati misurati dall'interruttore sperimentale hanno battuto i record. "Il rapporto tra perdita su chip e numero di porte (0,04 dB/porta) è il più basso dimostrato, " Ha aggiunto Seok.
"Questa tecnologia può essere applicata non solo agli interruttori fotonici al silicio, ma anche a qualsiasi applicazione fotonica al silicio che richiede dispositivi su scala ultra-larga come processori fotonici programmabili, e così via, " ha detto Seok.
