OFC2017：等离子调制器技术有望塑造下一代光通信

3/2/2017, OFC2017消息，来自瑞士，德国和美国的一批科学家发展了一种新的基于等离子器件的高速光调制技术，并将在今年的OFC上发布。

在诸如金这样的导体表面，会存在激发起来的液体一样的电子“海”形成的等离子波，就像在池塘水面上投石激发起来的波动，光打到金属表面也可以激发起带有能量的等离子波，一种集体震荡的电子。在合适的情况下，光信号可以激发起这种等离子波，并将信号从光子转到金属表面的等离子上。 

文章首席作者，瑞士苏黎世的瑞士联邦理工大型ETH电磁场学院的Claudia Hoessbacher，表示，与其依赖光子传输，他们转向等离子。硅光子技术面临传输极限，无法实现更高的带宽，基于这一技术的器件也不能变得更小巧。 
 
这种等离子调制器的结构包括了一对间隔不到100nm的金电极，电极间有槽并充有一种有机电光材料，其折射率随外加电场变化而变化。之所以采用金，因为这是一种等离子特性非常活跃的金属。充有硅材料的间隙可以成为等离子传播的波导。整个结构是一个微干涉仪，最后的调制信号就通过这个干涉仪产生。同时由于器件本身就是金属的，也方便了今后的电接触设计。
 
相比现有的光调制器技术，这种新一代的等离子调制器在尺寸和带宽上都有明显的优势。带宽高是因为电子对电磁场的几乎瞬时反应。另外，尽管等离子波不善于长途传输，器件的小尺寸也避免了这个问题带来的麻烦。而能够基于很短的距离实现这种器件还依赖了非常高的非线性特性。

为了实现这种等离子调制器所需的小尺寸，研究人员采用了半导体工艺的光刻技术，通过曝光带来的化学变化形成预先设计好的电极形状。光刻的精度在20到40nm之间，远小于光波长。
 
利用这种等离子光调制器和光通信领域常用的调制格式，研究人员实现了170GHz的调制速度。他们还在致力于实现更高的调制速度以满足下一代光通信链路的需求。