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喬治華盛頓大學(xué)的研究人員首次開(kāi)發(fā)并演示了一種硅基電光調(diào)制器，該調(diào)制器比最新技術(shù)更小，更快，更高效。通過(guò)在硅光子芯片平臺(tái)上添加氧化銦錫（ITO）（一種在觸摸屏顯示器和太陽(yáng)能電池中發(fā)現(xiàn)的透明導(dǎo)電氧化物），研究人員能夠制造出尺寸為1微米的緊湊型設(shè)備，并能夠產(chǎn)生千兆赫茲的速度，或者每秒10億次信號(hào)調(diào)制。

電光調(diào)制器是互聯(lián)網(wǎng)的主力軍。他們將來(lái)自計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光纖網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)數(shù)據(jù)流，從而實(shí)現(xiàn)了像視頻流這樣的現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信。由于對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)的需求正在迅速增長(zhǎng)并且正在向下一代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，因此新發(fā)明是非常應(yīng)景的。利用其緊湊的占地面積，電光轉(zhuǎn)換器可以用作光學(xué)計(jì)算硬件中的換能器，例如模擬人腦的光學(xué)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)代生活中的大量其他應(yīng)用。

當(dāng)前使用的電光調(diào)制器的尺寸通常在1毫米至1厘米之間。減小其尺寸可以提高封裝密度，這對(duì)于芯片至關(guān)重要。盡管硅通常用作構(gòu)建光子集成電路的無(wú)源結(jié)構(gòu)，但硅材料的光物質(zhì)相互作用會(huì)引起相當(dāng)弱的光學(xué)指數(shù)變化，從而需要更大的器件尺寸。雖然諧振器可以用來(lái)增強(qiáng)這種弱電光效應(yīng)，但它們會(huì)縮小器件的光學(xué)工作范圍，并導(dǎo)致所需的加熱元件消耗大量能量。

電氣和計(jì)算機(jī)工程副教授沃爾克·索格（Volker Sorger）領(lǐng)導(dǎo)的喬治華盛頓大學(xué)的研究人員通過(guò)在硅光子波導(dǎo)芯片上均勻地添加一層氧化銦錫薄材料層，證明了光學(xué)指數(shù)變化比硅大1,000倍。與許多基于諧振器的設(shè)計(jì)不同，該頻譜寬帶設(shè)備可抵抗溫度變化，并允許單根光纖電纜攜帶多個(gè)波長(zhǎng)的光，從而增加了可通過(guò)系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

Sorger博士說(shuō)：“我們很高興實(shí)現(xiàn)展示高速GHz的ITO調(diào)制器這一長(zhǎng)達(dá)十年的目標(biāo)。這為性能增強(qiáng)但尺寸減小的下一代光子可重構(gòu)設(shè)備開(kāi)辟了新的前景?！?br /> （責(zé)任編輯：fqj）