南安普敦团队基于光电融合技术实现100Gbps OOK模式硅光调制器

11/18/2020，光纤在线讯，OSA旗下Optica杂志10月号发表来自英国南安普顿大学著名硅光专家Graham Reed团队的研究者的文章"100Gbps及以上速率的键控开光硅光发射器中的光电融合"，第一作者Ke Li， 其他包括Shenghao Liu和Graham T. Reed等15人。文章展示了创新的硅光调制器的设计，无需任何均衡技术，可以实现100Gbps OOK操作，驱动器功耗2.03pJ/bit。

在服务于现代信息和通信技术的系统中，光调制器是一个关键部件，不仅在传统的数据通信链路中，而且在微波光子学或芯片级计算网络中也是如此。一些最新的研究成功采用薄膜铌酸锂和电浆等技术展示了均衡下的100G OOK调制，但是这些器件都有制作困难，生产良率低，与标准CMOS工艺不兼容的难题。相反，基于等离子色散效应的硅调制器更容易制作，更适合芯片级光电系统，从而可以制造大规模光电集成芯片。以往硅调制器的主要问题在于带宽限制，即便采用专门的诸如衬底去除的处理工艺，最高速率也只能达到90Gbps OOK。以往的设计，无论材料还是结构，都致力于实现在高带宽，低插损，低驱动电压，低制造成本，小尺寸，高可靠等等之间的平衡，但是它们都没有仔细研究光子和电子的汇聚效应。不同于以往将光电集成陷于诸如单片集成，打线，倒装焊等领域的做法，这篇文章引入了一种新的设计哲学，通过协同设计，CMOS驱动器可以解决硅光调制器的带宽瓶颈。

关于该篇论文的更多内容可以参考https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-7-11-1514&id=441984


该硅调制器是通过南安普顿的CORNERSTONE研究制造代工服务制造出来的，并与定制的调制器驱动器集成在一起，这些驱动器是在台湾的台积电电子代工厂内部设计和制造的。制造和集成工作在南安普顿大学的Mountbatten洁净室进行。