Towards a revolution in optical communications
迈向光通信革命
基本信息
- 批准号:EP/V012789/1
- 负责人:
- 金额:$ 134.49万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:英国
- 起止时间:2021 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Silicon Photonics is currently transforming data communications, and beginning to impact longer reach applications. However, Silicon Photonics is now maturing and current commercially available transceivers mainly utilise modulators operating at 25Gb/s. Laboratory demonstrators for next generation systems either use multiple parallel lanes of 25Gb/s devices, or perhaps more complex modulation techniques to achieve higher aggregate data rates. Even the fastest research modulators, when integrated with drivers, operate up to approximately 50Gb/s OOK (or corresponding PAM4 modulation to reach a net aggregate speed of 100Gb/s). Researchers worldwide are trying to improve such modulators to squeeze the last few percentage points of improved performance out of these devices, or are turning to integration of other materials, which increases fabrication complexity and cost, and potentially reduces yield. In this work we have invented a way to improve the modulator/driver combination not by a few percent, but by 100%, which will lead to dramatic improvements in data rate, power consumption, and cost of implementation. We will demonstrate 100Gb/s OOK and 200Gb/s PAM4, as well as a novel Optical Time Division Multiplexing (OTDM) system. In effect, we have found a way to transfer functions that were traditionally done in the electronic domain, to the optical domain, saving cost and energy and dramatically improving performance.The proposal provides detailed simulations of the proposed work as preparatory demonstration of the viability of the new techniques. This includes typical characteristics of modulators previously fabricated at the Southampton, which will now be operated in a different mode. Consequently, we are confident that the chances of success are very high.Electronic drivers will be designed at Southampton and subcontracted to TSMC in Taiwan for fabrication. All optical devices will be fabricated at Southampton using the Silicon Photonics Foundry service called CORNERSTONE.The new approach has already led to 2 patent applications, and we suspect others will follow as we progress with the research. Both investigators and the research investigator are inventors, so the team is ideally placed to carry out the work.
硅光子学目前正在改变数据通信,并开始影响更远距离的应用。然而,硅光子学现已日趋成熟,目前商用的收发器主要使用以 25Gb/s 运行的调制器。下一代系统的实验室演示器要么使用 25Gb/s 设备的多个并行通道,要么使用更复杂的调制技术来实现更高的聚合数据速率。即使是最快的研究调制器,在与驱动器集成时,也能以高达约 50Gb/s OOK 的速度运行(或相应的 PAM4 调制,以达到 100Gb/s 的净聚合速度)。世界各地的研究人员正在尝试改进此类调制器,以从这些设备中挤出最后几个百分点的性能改进,或者转向其他材料的集成,这会增加制造复杂性和成本,并可能降低产量。在这项工作中,我们发明了一种方法,可以将调制器/驱动器组合改进不是百分之几,而是 100%,这将导致数据速率、功耗和实施成本的显着改善。我们将演示 100Gb/s OOK 和 200Gb/s PAM4,以及新型光时分复用 (OTDM) 系统。实际上,我们找到了一种将传统上在电子领域完成的功能转移到光学领域的方法,从而节省成本和能源并显着提高性能。该提案提供了所提出工作的详细模拟,作为可行性的初步演示。新技术。这包括先前在南安普顿制造的调制器的典型特征,这些调制器现在将以不同的模式运行。因此,我们相信成功的机会非常高。电子驱动器将在南安普顿进行设计,然后分包给台湾的台积电进行制造。所有光学器件都将在南安普顿使用名为 CORNERSTONE 的硅光子代工服务制造。这种新方法已经申请了 2 项专利,我们怀疑随着研究的进展,其他人也会效仿。研究人员和研究人员都是发明家,因此该团队非常适合开展这项工作。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A 2.4pJ/b 100Gb/s 3D-integrated PAM-4 Optical Transmitter with Segmented SiP MOSCAP Modulators and a 2-Channel 28nm CMOS Driver
具有分段 SiP MOSCAP 调制器和 2 通道 28nm CMOS 驱动器的 2.4pJ/b 100Gb/s 3D 集成 PAM-4 光发射器
- DOI:10.1109/isscc42614.2022.9731563
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Talkhooncheh A
- 通讯作者:Talkhooncheh A
Up to 170Gbaud Optical Interconnects with Integrated CMOS-Silicon Photonics Transmitter
具有集成 CMOS 硅光子发射器的高达 170Gbaud 的光学互连
- DOI:10.1109/acp55869.2022.10088674
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Fang X
- 通讯作者:Fang X
High Bandwidth Capacitance Efficient Silicon MOS Modulator
- DOI:10.1109/jlt.2020.3026945
- 发表时间:2021-01-01
- 期刊:
- 影响因子:4.7
- 作者:Zhang, Weiwei;Debnath, Kapil;Thomson, David J.
- 通讯作者:Thomson, David J.
Harnessing plasma absorption in silicon MOS modulators
利用硅 MOS 调制器中的等离子体吸收
- DOI:10.21203/rs.3.rs-1618900/v1
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zhang W
- 通讯作者:Zhang W
A 100-Gb/s PAM4 Optical Transmitter in a 3-D-Integrated SiPh-CMOS Platform Using Segmented MOSCAP Modulators
- DOI:10.1109/jssc.2022.3210906
- 发表时间:2023-01
- 期刊:
- 影响因子:5.4
- 作者:Arian Hashemi Talkhooncheh;Weiwei Zhang;Minwo Wang;D. Thomson;M. Ebert;L. Ke;G. Reed;A. Emami
- 通讯作者:Arian Hashemi Talkhooncheh;Weiwei Zhang;Minwo Wang;D. Thomson;M. Ebert;L. Ke;G. Reed;A. Emami
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