ປະຕິວັດເຄື່ອງກວດຈັບພາບຊິລິໂຄນ(ເຄື່ອງກວດຈັບພາບ)
ເຄື່ອງກວດຈັບພາບຖ່າຍຊິລິຄອນປະຕິວັດ (Si photodetector), ການປະຕິບັດນອກເຫນືອການປະເພນີ
ດ້ວຍຄວາມສັບສົນທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງແບບຈໍາລອງທາງປັນຍາທຽມແລະເຄືອຂ່າຍ neural ເລິກ, ກຸ່ມຄອມພິວເຕີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມຕ້ອງການທີ່ສູງຂຶ້ນໃນການສື່ສານເຄືອຂ່າຍລະຫວ່າງໂປເຊດເຊີ, ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາແລະຂໍ້ຄອມພິວເຕີ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເຄືອຂ່າຍແບບດັ້ງເດີມຂອງ on-chip ແລະ inter-chip ໂດຍອີງໃສ່ການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າແມ່ນບໍ່ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນສໍາລັບແບນວິດ, latency ແລະການໃຊ້ພະລັງງານ. ເພື່ອແກ້ໄຂຂໍ້ບົກຜ່ອງນີ້, ເຕັກໂນໂລຢີການເຊື່ອມຕໍ່ optical ທີ່ມີໄລຍະສາຍສົ່ງຍາວ, ຄວາມໄວໄວ, ຄວາມໄດ້ປຽບປະສິດທິພາບພະລັງງານສູງ, ຄ່ອຍໆກາຍເປັນຄວາມຫວັງຂອງການພັດທະນາໃນອະນາຄົດ. ໃນບັນດາພວກເຂົາ, ເທກໂນໂລຍີ silicon photonic ໂດຍອີງໃສ່ຂະບວນການ CMOS ສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງຍ້ອນການເຊື່ອມໂຍງສູງ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາແລະຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການປຸງແຕ່ງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການປະຕິບັດຕົວຈິງຂອງ photodetectors ປະສິດທິພາບສູງຍັງປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍຫຼາຍ. ໂດຍປົກກະຕິ, photodetectors ຈໍາເປັນຕ້ອງປະສົມປະສານວັດສະດຸທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງແຄບ, ເຊັ່ນ: germanium (Ge), ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບການຊອກຄົ້ນຫາ, ແຕ່ນີ້ຍັງເຮັດໃຫ້ຂະບວນການຜະລິດທີ່ສັບສົນຫຼາຍ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແລະຜົນຜະລິດທີ່ຜິດພາດ. ເຄື່ອງກວດຈັບພາບຖ່າຍຊິລິໂຄນທັງໝົດທີ່ພັດທະນາໂດຍທີມວິໄຈໄດ້ບັນລຸຄວາມໄວການສົ່ງຂໍ້ມູນ 160 Gb/s ຕໍ່ຊ່ອງໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ germanium, ມີແບນວິດການສົ່ງທັງໝົດຂອງ 1.28 Tb/s, ຜ່ານການອອກແບບ resonator dual-microring ແບບປະດິດສ້າງ.
ຫວ່າງມໍ່ໆມານີ້, ທີມຄົ້ນຄ້ວາຮ່ວມມືໃນສະຫະລັດໄດ້ພິມເຜີຍແຜ່ການສຶກສານະວັດຕະກໍາໂດຍປະກາດວ່າພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ສົບຜົນສໍາເລັດການພັດທະນາສໍາເລັດຮູບຮູບພາບ avalanche avalanche ຊິລິໂຄນທັງຫມົດ (ເຄື່ອງກວດຈັບພາບ APD) chip. ຊິບນີ້ມີຄວາມໄວສູງສຸດແລະຟັງຊັນການໂຕ້ຕອບ photoelectric ລາຄາຖືກ, ເຊິ່ງຄາດວ່າຈະບັນລຸຫຼາຍກວ່າ 3.2 Tb ຕໍ່ວິນາທີການໂອນຂໍ້ມູນໃນເຄືອຂ່າຍ optical ໃນອະນາຄົດ.
ຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເຕັກນິກ: ການອອກແບບ resonator microring double
ເຄື່ອງກວດຈັບພາບແບບດັ້ງເດີມມັກຈະມີຄວາມຂັດແຍ້ງທີ່ບໍ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ລະຫວ່າງແບນວິດແລະການຕອບສະໜອງ. ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ແກ້ໄຂຄວາມຂັດແຍ້ງນີ້ຢ່າງສໍາເລັດຜົນໂດຍການໃຊ້ການອອກແບບ resonator double-microring ແລະສະກັດກັ້ນການເວົ້າຂ້າມລະຫວ່າງຊ່ອງທາງຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ຜົນການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຄື່ອງກວດຈັບພາບທັງໝົດຂອງຊິລິໂຄນມີການຕອບສະຫນອງຂອງ 0.4 A/W, ປະຈຸບັນມືດຕ່ໍາເປັນ 1 nA, ແບນວິດສູງຂອງ 40 GHz, ແລະ crosstalk ໄຟຟ້າທີ່ຕ່ໍາສຸດແມ່ນຫນ້ອຍກ່ວາ −50 dB. ປະສິດທິພາບນີ້ແມ່ນທຽບໄດ້ກັບເຄື່ອງກວດຈັບພາບທາງການຄ້າໃນປະຈຸບັນໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸ silicon-germanium ແລະ III-V.
ຊອກຫາອະນາຄົດ: ເສັ້ນທາງໄປສູ່ນະວັດຕະກໍາໃນເຄືອຂ່າຍ optical
ການພັດທະນາສົບຜົນສໍາເລັດຂອງ photodetector ທັງຫມົດ silicon ບໍ່ພຽງແຕ່ surpassed ວິທີແກ້ໄຂແບບດັ້ງເດີມໃນເຕັກໂນໂລຊີ, ແຕ່ຍັງບັນລຸການປະຫຍັດປະມານ 40% ໃນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, paving ວິທີການສໍາລັບການທີ່ແທ້ຈິງຂອງເຄືອຂ່າຍ optical ຄວາມໄວສູງ, ລາຄາຖືກໃນອະນາຄົດ. ເຕັກໂນໂລຢີແມ່ນເຂົ້າກັນໄດ້ຢ່າງເຕັມສ່ວນກັບຂະບວນການ CMOS ທີ່ມີຢູ່, ມີຜົນຜະລິດແລະຜົນຜະລິດສູງທີ່ສຸດ, ແລະຄາດວ່າຈະກາຍເປັນອົງປະກອບມາດຕະຖານໃນດ້ານເຕັກໂນໂລຢີຂອງຊິລິໂຄນ photonics ໃນອະນາຄົດ. ໃນອະນາຄົດ, ທີມງານຄົ້ນຄ້ວາວາງແຜນທີ່ຈະສືບຕໍ່ປັບປຸງການອອກແບບເພື່ອປັບປຸງອັດຕາການດູດຊຶມແລະການປະຕິບັດແບນວິດຂອງ photodetector ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping ແລະປັບປຸງເງື່ອນໄຂຂອງການປູກຝັງ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ການຄົ້ນຄວ້າຍັງຈະສໍາຫຼວດວິທີການນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີຊິລິໂຄນທັງຫມົດນີ້ກັບເຄືອຂ່າຍ optical ໃນກຸ່ມ AI ຮຸ່ນຕໍ່ໄປເພື່ອບັນລຸແບນວິດ, ຂະຫນາດແລະປະສິດທິພາບພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ.
ເວລາປະກາດ: 31-03-2025