Des commutateurs photoniques expérimentaux testés par des chercheurs de l'Université de Californie, Berkeley, ETATS-UNIS., montrer la promesse vers l'objectif de entièrement optique, commutation à haute capacité pour les futurs réseaux de transmission de données à haut débit. Le commutateur développé et testé pour cette recherche a démontré des capacités jamais vues auparavant dans les commutateurs photoniques.
Dans un article qui sera présenté à l'OFC :The Optical Fiber Communications Conference and Exhibition, qui se tiendra du 3 au 7 mars à San Diego, Californie, ETATS-UNIS., les chercheurs Tae Joon Seok et ses collègues rapporteront une mise à l'échelle réussie d'un commutateur photonique au silicium intégré 240x240. L'appareil est ainsi nommé car il accepte 240 canaux d'entrée de communication optique et les envoie dans 240 canaux de sortie.
À l'aide de commutateurs photoniques expérimentaux fabriqués au laboratoire de nanofabrication Marvell de l'UC Berkeley, l'équipe de recherche a démontré une perte de signal inférieure à tout ce qui a été signalé précédemment, dit Seok, qui est professeur adjoint à l'Institut des sciences et technologies de Gwangju en Corée du Sud et chercheur invité à l'UC Berkeley.
Répondre aux besoins de l'industrie avec une commutation optique avancée
L'industrie des télécommunications a depuis longtemps adopté la technologie de la fibre optique comme une meilleure solution pour répondre à la demande croissante de vitesses plus élevées et de transmission de données de plus grande capacité sur les anciens fils de cuivre électriques. Aujourd'hui, une révolution similaire se produit aux points d'envoi et de réception des messages transmis sur des fibres longue distance. Au lieu de commutateurs électriques gourmands en énergie qui nécessitent des conversions optique-électrique-optique et provoquent une perte de signal, les chercheurs développent et déploient des commutateurs photoniques pour améliorer la qualité de transmission et relier une seule transmission à des dizaines et parfois des milliers de serveurs.
En particulier, Les commutateurs photoniques à base de silicium utilisant la technologie avancée des semi-conducteurs à oxyde métallique complémentaire (CMOS) attirent beaucoup l'attention des chercheurs en tant que plate-forme puissante en raison de leur faible coût et de leur grande capacité. Ils ont le potentiel de remplacer les interrupteurs électriques, qui sera bientôt confronté à des limites d'évolutivité en termes de performances et d'efficacité énergétique. Afin de réaliser ce potentiel, les chercheurs s'efforcent désormais de surmonter les limitations liées à la taille des puces photoniques au silicium d'aujourd'hui et d'améliorer leurs performances.
"Récemment, de nombreux groupes de recherche ont signalé de manière compétitive des commutateurs photoniques au silicium avec un grand nombre de ports d'entrée/sortie, " dit Seok. Cependant, la taille physique d'une puce photonique en silicium a été limitée à 2 à 3 cm en raison des limitations des outils de lithographie nécessaires pour graver les motifs géométriques requis sur les plaquettes de silicium servant de base aux puces intégrées.
Seok et ses collègues ont surmonté cette limitation en utilisant un processus connu sous le nom de couture lithographique, créer un commutateur photonique au silicium 240x240 à l'échelle d'une plaquette en assemblant neuf blocs de commutateurs 80x80 dans un réseau 3x3, avec trois blocs de couplage d'entrée et trois blocs de sortie. Les commutateurs développés dans le cadre de l'expérience ont couplé la lumière entrant et sortant de la puce via des coupleurs de réseau. Les cellules de commutation étaient actionnées par des sondes électriques.
La surface de commutation résultante était de 4 cm x 4 cm, doublant presque la taille des commutateurs photoniques au silicium existants. "Au meilleur de nos connaissances, c'est le plus grand commutateur photonique intégré jamais signalé sur n'importe quelle plate-forme, " dit Seok.
Les résultats mesurés du commutateur expérimental ont également battu des records. "Le rapport perte sur puce sur nombre de ports (0,04 dB/port) est le plus bas démontré, " ajouta Seok.
"Cette technologie peut être appliquée non seulement aux commutateurs photoniques au silicium, mais également à toutes les applications photoniques au silicium qui nécessitent des dispositifs à très grande échelle tels que les processeurs photoniques programmables, etc, " dit Seok.
