这个芯片可以取代一千个激光器

半导体行业观察

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一项新的研究发现，创纪录的光学芯片每秒可以传输 1.8 PB（180 万吉比特），大约是世界互联网总流量（每秒）的两倍。

以前的研究通过光纤传输高达每秒 10.66 拍比特。然而，这些实验依赖于笨重的电子设备。紧凑的基于微芯片的策略可以实现大规模生产，并导致更小的占地面积、更低的成本和更低的能耗。迄今为止，最快的单个光学微芯片支持每秒 661 TB（661,000 Gb）的数据速率。

新芯片使用来自单个红外激光器的光来创建多种颜色的彩虹光谱。所有产生的光频率彼此之间都有一个固定的特定频率距离，有点像梳子的齿，这就是为什么该设备被称为频率梳( frequency comb.)的原因。每个频率都可以被隔离，并具有其幅度调制以承载数据等特性。然后可以将频率收集在一起并通过光纤同时传输。

丹麦技术大学光通信研究员、该研究的资深作者 Leif Katsuo Oxenløwe 说：“世界各地的几个小组已经表明，频率梳可用于数据传输，而不是使用单独的激光器。”

新的微芯片发射波长大约为 1,530 至 1,610 纳米的光。它们属于电信频率的 C 和 L 波段，是光纤信号损失最小的五个波段中的两个。

在实验中，科学家们在使用 223 个波长通道的 7.9 公里长的光纤上实现了每秒 1.84 拍比特的速度。“这是第一次研究单个频率梳可以携带多少数据，”Oxenløwe 说。

研究人员说，使用传统设备，这种数据速率将需要大约 1,000 个激光器。因此，新的微芯片可以帮助显着降低互联网功耗。“你可以从你的能量预算中节省一千个激光器，”Oxenløwe 说。

此外，科学家们开发的用于检验频率梳潜力的计算模型表明，如果给定一根包含数千根光纤的电缆，单个芯片可以实现高达每秒 100 拍比特的数据速率。“您今天已经可以购买包含数千根光纤的电缆，以便在数据中心内传输大量数据，因此扩展到这样的数字实际上是现实的，”Oxenløwe 说。

研究人员说，他们通过将一个频率梳分成许多副本并光学放大它们的信号来实现这种惊人的数据速率。“频率梳的力量和潜力远远超过我认为大多数梳子爱好者甚至敢于梦想的，”Oxenløwe 说。

Oxenløwe 说，未来的研究可以将激光器、数据调制器和放大器等组件集成到光学芯片上。

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