ఎలక్ట్రో ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ల భవిష్యత్తు

యొక్క భవిష్యత్తుఎలక్ట్రో ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్లు

ఆధునిక ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ వ్యవస్థలలో ఎలక్ట్రో ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్లు ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయి, కాంతి లక్షణాలను నియంత్రించడం ద్వారా కమ్యూనికేషన్ నుండి క్వాంటం కంప్యూటింగ్ వరకు అనేక రంగాలలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. ఈ కాగితం ఎలక్ట్రో ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రస్తుత స్థితి, తాజా పురోగతి మరియు భవిష్యత్తు అభివృద్ధిని చర్చిస్తుంది

మూర్తి 1: విభిన్న పనితీరు పోలికఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ (టిఎఫ్ఎల్ఎన్), III-V ఎలక్ట్రికల్ శోషణ మాడ్యులేటర్లు (EAM), సిలికాన్-ఆధారిత మరియు పాలిమర్ మాడ్యులేటర్లతో సహా సాంకేతికతలు చొప్పించడం, బ్యాండ్‌విడ్త్, విద్యుత్ వినియోగం, పరిమాణం మరియు తయారీ సామర్థ్యం.

సాంప్రదాయ సిలికాన్ ఆధారిత ఎలక్ట్రో ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్లు మరియు వాటి పరిమితులు

సిలికాన్ ఆధారిత ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ లైట్ మాడ్యులేటర్లు చాలా సంవత్సరాలుగా ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలకు ఆధారం. ప్లాస్మా చెదరగొట్టే ప్రభావం ఆధారంగా, ఇటువంటి పరికరాలు గత 25 సంవత్సరాలుగా గొప్ప పురోగతిని సాధించాయి, డేటా బదిలీ రేట్లను మూడు ఆర్డర్‌ల ద్వారా పెంచాయి. ఆధునిక సిలికాన్-ఆధారిత మాడ్యులేటర్లు 224 GB/s వరకు 4-స్థాయి పల్స్ యాంప్లిట్యూడ్ మాడ్యులేషన్ (PAM4) ను సాధించగలవు మరియు PAM8 మాడ్యులేషన్‌తో 300 GB/s కంటే ఎక్కువ సాధించగలవు.

అయినప్పటికీ, సిలికాన్-ఆధారిత మాడ్యులేటర్లు భౌతిక లక్షణాల నుండి ఉత్పన్నమయ్యే ప్రాథమిక పరిమితులను ఎదుర్కొంటాయి. ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌సీవర్లకు 200+ gbaud కంటే ఎక్కువ బాడ్ రేట్లు అవసరమైనప్పుడు, ఈ పరికరాల బ్యాండ్‌విడ్త్ డిమాండ్‌ను తీర్చడం కష్టం. ఈ పరిమితి సిలికాన్ యొక్క స్వాభావిక లక్షణాల నుండి ఉద్భవించింది - అధిక కాంతి నష్టాన్ని నివారించే సమతుల్యత తగినంత వాహకతను కొనసాగిస్తూ అనివార్యమైన ట్రేడ్‌ఆఫ్‌లను సృష్టిస్తుంది.

ఎమర్జింగ్ మాడ్యులేటర్ టెక్నాలజీ అండ్ మెటీరియల్స్

సాంప్రదాయ సిలికాన్-ఆధారిత మాడ్యులేటర్ల పరిమితులు ప్రత్యామ్నాయ పదార్థాలు మరియు ఇంటిగ్రేషన్ టెక్నాలజీలలో పరిశోధనలను నడిపించాయి. సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ కొత్త తరం మాడ్యులేటర్లకు అత్యంత ఆశాజనక వేదికలలో ఒకటిగా మారింది.సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్లుబల్క్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క అద్భుతమైన లక్షణాలను వారసత్వంగా పొందండి, వీటిలో: విస్తృత పారదర్శక విండో, పెద్ద ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ గుణకం (R33 = 31 PM/V) లీనియర్ సెల్ కెర్స్ ప్రభావం బహుళ తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో పనిచేస్తుంది

సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ టెక్నాలజీలో ఇటీవలి పురోగతులు గొప్ప ఫలితాలను ఇచ్చాయి, వీటిలో 260 gbaud వద్ద పనిచేసే మాడ్యులేటర్‌తో సహా, ప్రతి ఛానెల్‌కు 1.96 TB/s డేటా రేట్లు ఉన్నాయి. ఈ ప్లాట్‌ఫాం CMOS- అనుకూల డ్రైవ్ వోల్టేజ్ మరియు 100 GHz యొక్క 3-DB బ్యాండ్‌విడ్త్ వంటి ప్రత్యేకమైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది.

ఎమర్జింగ్ టెక్నాలజీ అప్లికేషన్

ఎలక్ట్రో ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ల అభివృద్ధి అనేక రంగాలలో అభివృద్ధి చెందుతున్న అనువర్తనాలతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంది. ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్ మరియు డేటా సెంటర్ల రంగంలో,హై-స్పీడ్ మాడ్యులేటర్లుతరువాతి తరం ఇంటర్ కనెక్షన్లకు ముఖ్యమైనవి, మరియు AI కంప్యూటింగ్ అనువర్తనాలు 800G మరియు 1.6T ప్లగ్ చేయదగిన ట్రాన్స్‌సీవర్ల డిమాండ్‌ను పెంచుతున్నాయి. మాడ్యులేటర్ టెక్నాలజీ కూడా దీనికి వర్తించబడుతుంది: క్వాంటం ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్ న్యూరోమోర్ఫిక్ కంప్యూటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేటెడ్ నిరంతర వేవ్ (FMCW) లిడార్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ

ప్రత్యేకించి, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్లు ఆప్టికల్ కంప్యూటేషనల్ ప్రాసెసింగ్ ఇంజిన్లలో బలాన్ని చూపుతాయి, ఇది యంత్ర అభ్యాసం మరియు కృత్రిమ మేధస్సు అనువర్తనాలను వేగవంతం చేసే వేగవంతమైన తక్కువ-శక్తి మాడ్యులేషన్‌ను అందిస్తుంది. ఇటువంటి మాడ్యులేటర్లు తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా పనిచేస్తాయి మరియు సూపర్ కండక్టింగ్ లైన్లలో క్వాంటం-క్లాసికల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటాయి.

తరువాతి తరం ఎలక్ట్రో ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ల అభివృద్ధి అనేక ప్రధాన సవాళ్లను ఎదుర్కొంటుంది: ఉత్పత్తి ఖర్చు మరియు స్కేల్: సన్నని-ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్లు ప్రస్తుతం 150 మిమీ పొర ఉత్పత్తికి పరిమితం చేయబడ్డాయి, ఫలితంగా అధిక ఖర్చులు ఉంటాయి. ఫిల్మ్ ఏకరూపత మరియు నాణ్యతను కొనసాగిస్తూ పరిశ్రమ పొర పరిమాణాన్ని విస్తరించాల్సిన అవసరం ఉంది. ఇంటిగ్రేషన్ మరియు కో-డిజైన్: విజయవంతమైన అభివృద్ధిఅధిక-పనితీరు మాడ్యులేటర్లుఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ చిప్ డిజైనర్లు, EDA సరఫరాదారులు, ఫౌంట్‌లు మరియు ప్యాకేజింగ్ నిపుణుల సహకారంతో సమగ్ర సహ-రూపకల్పన సామర్థ్యాలు అవసరం. తయారీ సంక్లిష్టత: సిలికాన్-ఆధారిత ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రక్రియలు అధునాతన CMOS ఎలక్ట్రానిక్స్ కంటే తక్కువ సంక్లిష్టంగా ఉన్నప్పటికీ, స్థిరమైన పనితీరు మరియు దిగుబడిని సాధించడానికి గణనీయమైన నైపుణ్యం మరియు తయారీ ప్రక్రియ ఆప్టిమైజేషన్ అవసరం.

AI బూమ్ మరియు భౌగోళిక రాజకీయ కారకాలచే నడిచే ఈ రంగం ప్రపంచవ్యాప్తంగా ప్రభుత్వాలు, పరిశ్రమ మరియు ప్రైవేట్ రంగం నుండి పెరిగిన పెట్టుబడులను పొందుతోంది, విద్యా మరియు పరిశ్రమల మధ్య సహకారం కోసం కొత్త అవకాశాలను సృష్టిస్తుంది మరియు ఆవిష్కరణలను వేగవంతం చేస్తామని వాగ్దానం చేస్తుంది.