Использование волоконной оптики в компьютерных технологиях

Появилась возможность создавать недорогие оптические шины с терабитовой пропускной способностью. Всего на одной кремниевой микросхеме можно будет разместить десятки, и даже сотни, гибридных кремниевых лазеров, а также других компонентов на базе кремниевой фотоники, что будет способствовать крупномасштабному проникновению оптических технологий в кремниевые платформы. Наступает эра микросхем на базе кремниевой фотоники с высокой степенью интеграции. В настоящее время исследования направлены на создание оптоэлектронных устройств с пропускной способностью на уровне 160 Гбит/с.
Главным новшеством в предложенной конструкции гибридного кремниевого лазера является применение материала на основе фосфида индия для излучения и усиления света, кремниевого световода для передачи света, а также управления лазером. При изготовлении таких устройств используется низкотемпературная кислородная плазма для создания тонкой пленки окиси (толщиной около 25 атомов) на поверхностях обоих материалов. Если их нагреть и прижать друг к другу, слой окиси выполняет функции «прозрачного клея», «обеспечивая сплавление этих материалов в единую систему. В момент приложения напряжения свет, излучаемый материалом на основе фосфида индия, проходит через слой окиси и попадает в кремниевый световод. Конструкция последнего имеет весьма существенное значение для обеспечения прозрачности для длины волны такого лазера. Гибридный лазер преодолел последний барьер на пути массового внедрения оптоэлектронных устройств на базе кремния. По оценкам рыночных экспертов, гибридный лазер будет интегрирован с подложкой чипа и станет массовым устройством уже в 2011 году.
Над решением подобных проблем активно работают исследователи ведущих производителей чипов, и одной из первых компаний, о получении реального результата сообщила японская корпорация NEC, которая разработала новую технологию оптического межсоединения. Компания разработала базовую технологию, обеспечивающую возможность оптического соединения элементов LSI-чипа. Технология предполагает использование микрофотодиода, изготовленного на кремниевой подложке, миниатюрной усилительной схемы, оптического модулятора, волноводов и других элементов. Основной составной частью схемы является именно микрофотодиод, который обеспечивает чрезвычайно высокую реакцию на импульсы на частоте свыше 50 ГГц и работает при напряжении смещения от 0 до +1 В. Усилительная схема имеет размеры всего несколько квадратных микрометров, что в тысячи раз меньше, нежели усилители напряжения, которых они призваны заменить. Представители NEC сообщают, что в планах компании значится введение новой технологии оптического соединения элементов чипа в коммерческое использование до 2015 года. Подобное решение позволит разработчикам создавать более производительные чипы, увеличивая количество вычислительных ядер.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *