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[行業(yè)新聞] 它只有1至2厘米！卻能帶來革命性的創(chuàng)新
P:2018-10-18 13:11:39
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推動技術發(fā)展的從來不是依靠外形的大小，更多時候是需要打破現(xiàn)有的局限，才會有更多新的發(fā)現(xiàn)。
光電調制器（Electro-optic modulators）是現(xiàn)代通訊的重要部分，能夠將電腦等計算機器等高速電子訊號轉換為光訊號，并通過光纖傳送。現(xiàn)在人們普遍使用的鈮酸鋰調制器具有整體器材體積大、成本昂貴，且用電量較高的缺點，在日常使用中不夠便利。
不過，現(xiàn)在這個局面將要被打破，一塊只有 1 至 2 厘米的芯片，將在數(shù)據(jù)傳輸、通訊網(wǎng)絡、甚至是量子光學領域為我們帶來革命性的改變。
這塊芯片，便是由香港城市大學（香港城大）、美國哈佛大學以及著名信息科技實驗室諾基亞-貝爾（Nokia Bell）實驗室的專家聯(lián)合研制的重要部件：集成鈮酸鋰調制器芯片。它不但比一般的調制器尺寸更小、而且傳輸數(shù)據(jù)的速度更快、成本也更低，效率也要大大高于一般調制器，還可在超高的電光帶寬（帶寬愈大，能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)愈多）及與 CMOS 電壓兼容的架構中運作。
新型調制器（中間紅色部分）比傳統(tǒng)調制器小很多，比一個硬幣還要小，而且能夠以更低的成本更快地傳送數(shù)據(jù)。（圖片來源: Dr. Wang Cheng and Dr. Zhang Mian）
這項新發(fā)明由哈佛大學 Marko Lon?ar 教授的研究組領銜研究，并以《以 CMOS 電壓運作的集成鈮酸鋰調制器》（Integrated lithium niobate electro-optic modulators operating at CMOS-compatible voltages）為題，發(fā)表于最新一期的權威期刊《自然》（Nature）上。論文共同第一作者為來自香港城大電子工程學系的助理教授王騁博士。
研究團隊制成的光電調制器最大的突破在于只有1 至 2 厘米長，表面面積甚至比普通的傳統(tǒng)調制器小了約 100 倍！而在數(shù)據(jù)傳輸方面，這款新研制的調制器的效率遠遠甩開了傳統(tǒng)調制器，數(shù)據(jù)帶寬由 35 GHz 提升三倍至 100 GHz，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣�，并且還有耗電低、光損耗也極低的優(yōu)點，在將來，這項新發(fā)明能夠促進高速、低耗電和成本效益好的通訊網(wǎng)絡以及量子光計算的發(fā)展。
（a 顯示新研制的可以直接與CMOS相連接的集成鈮酸鋰調制器芯片示意圖； b 顯示需要專門電壓放大器的傳統(tǒng)鈮酸鋰調制器示意圖；c 顯示新研制的鈮酸鋰調制器只需用約 1 伏特電壓；d 顯示集成鈮酸鋰調制器的顯微照片和截面示意圖。圖片來源: ? 2018, Springer Nature）
另一方面，研究團隊運用先進的納米制造方式，成功縮小了調制器的體積，但是數(shù)據(jù)傳輸速度高達每秒 210 千兆位（Gbit），比一般調制器的光損耗低 10 倍。
隨著光纖在全球的應用越來越普及，鈮酸鋰調制器的體積、性能、耗電量以及成本效益也變得越來越重要。未來信息及通訊科技業(yè)的數(shù)據(jù)中心會是全球耗電量最大的用戶之一。因此對于數(shù)據(jù)中心來說，這款新研發(fā)的鈮酸鋰調制器的優(yōu)勢非常關鍵。這次革命性的研究成果也正在逐步商品化，那些用調制器進行遠程傳輸數(shù)據(jù)的機構將率先體驗到這款新發(fā)明的優(yōu)勢。
那么，這款鈮酸鋰調制器究竟是使用了什么制作方式，才能夠在擁有如此迷你身軀的同時，還能夠更快、更有效地傳輸數(shù)據(jù)？它的運作方式和傳統(tǒng)的調制器又有什么不同？在未來，它還能夠發(fā)揮多大的作用？
相信你心中還有這些疑問
那么哪里可以知道這些答案呢？
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