Il modulatore ottico quasi raddoppia la velocità massima di trasmissione dati dei dispositivi attualmente all'avanguardia, dimostrando il potenziale di soluzioni interamente in silicio a basso consumo e a basso costo, che evitano di complicare i processi produttivi con nuovi materiali non compatibili con la tecnologia CMOS.

Il team di ricerca, guidato dal professor Graham Reed dello Zepler Institute for Photonics and Nanoelectronics, ha pubblicato i suoi risultati sulla rivista Optica.

Il modulatore ottico è un componente fondamentale nei sistemi che supportano le moderne tecnologie dell'informazione e della comunicazione, non solo nei tradizionali collegamenti di comunicazione dati, ma anche nella fotonica a microonde o nelle reti di calcolo su chip.

Il dottor Ke Li, autore principale e inventore dei brevetti associati a questa tecnologia, afferma: "A differenza dei lavori precedenti in questo campo, abbiamo introdotto una nuova filosofia di progettazione in cui fotonica ed elettronica devono essere considerate come un unico sistema integrato per affrontare le impegnative sfide tecniche di questo settore.".

La nuova ricerca è stata portata avanti all'interno del gruppo di fotonica al silicio di Southampton nell'ambito del programma "Silicon Photonics for Future Systems" dell'Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC).

Il professor Reed, vicedirettore dell'ORC, commenta: "I nostri risultati si basano su un sistema elettronico-fotonico completamente integrato, non su un modulatore al silicio autonomo testato in laboratorio. In tutti gli altri lavori finora condotti che non si basano sull'elaborazione digitale del segnale per ripristinare l'integrità del segnale, l'integrazione di elettronica e fotonica ha portato a prestazioni di sistema inferiori rispetto alle prestazioni dei singoli componenti, con una velocità di trasmissione dati massima di circa 56 Gbps.".

"In un momento in cui la maggior parte dei ricercatori a livello mondiale si impegna per ottenere miglioramenti a livello di sistema dell'ordine del 5-10%, i nostri risultati rappresentano un miglioramento di quasi il 100%, quindi siamo lieti che la nostra filosofia di progettazione si stia dimostrando vincente. Per questo motivo riteniamo che questi risultati siano importanti, in quanto potrebbero cambiare il modo in cui i progettisti configureranno i sistemi di trasmissione dati del futuro.".

Il modulatore al silicio è stato realizzato tramite il servizio di fonderia di ricerca e produzione CORNERSTONE di Southampton e integrato con controller di modulazione personalizzati, progettati e prodotti presso la fonderia elettronica di TSMC a Taiwan. Le attività di fabbricazione e integrazione vengono svolte presso il complesso di camere bianche dell'Università di Southampton.

Lo studio completo "Convergenza elettro-fotonica per trasmettitori fotonici al silicio oltre la modulazione on-off a 100 Gbps" è stato pubblicato su Optica y È disponibile qui.