Silicijev fotonikTehnologija podatkovne komunikacije
V več kategorijahfotonske naprave, Silicijeve fotonske komponente so konkurenčne z najboljšimi napravami v razredu, ki so obravnavane v nadaljevanju. Morda tisto, kar menimo, da je najbolj transformativno delooptična komunikacijaje ustvarjanje integriranih platform, ki integrirajo modulatorje, detektorje, valovode in druge komponente na isti čip, ki komunicirajo med seboj. V nekaterih primerih so v te platforme vključeni tudi tranzistorji, ki omogočajo ojačevalniku, serializacijo in povratne informacije, da se vsi vključijo na isti čip. Zaradi stroškov razvoja takšnih procesov je ta prizadevanja namenjena predvsem aplikacijam za medsebojno komunikacijo med njimi. In zaradi stroškov razvoja procesa proizvodnje tranzistorjev je nastajajoče soglasje na tem področju, da je z vidika uspešnosti in stroškov v dogledni prihodnosti najbolj smiselno vključiti elektronske naprave z vezanjem na ravni rezin ali čipov.
Obstaja očitno vrednost, če lahko izdelamo čipe, ki lahko izračunajo z elektronskimi napravami in izvajajo optično komunikacijo. Večina zgodnjih aplikacij silicijeve fotonike je bila v komunikacijah digitalnih podatkov. To poganjajo temeljne fizične razlike med elektroni (fermioni) in fotoni (bozoni). Elektroni so odlični za računanje, ker oba ne moreta biti na istem mestu hkrati. To pomeni, da med seboj močno komunicirajo. Zato je mogoče uporabiti elektrone za izdelavo obsežnih nelinearnih preklopnih naprav-tranzistorjev.
Fotoni imajo različne lastnosti: veliko fotonov je lahko hkrati na istem mestu, v zelo posebnih okoliščinah pa se ne motijo. Zato je mogoče prek enega vlakna prenesti trilijone bitov podatkov na sekundo: tega ne storimo z ustvarjanjem podatkovnega toka z eno samo terabitno pasovno širino.
V mnogih delih sveta je vlakna do doma prevladujoča paradigma dostopa, čeprav to ni dokazano, da je v ZDA, kjer tekmuje z DSL in drugimi tehnologijami. S stalnim povpraševanjem po pasovni širini se tudi potreba po večji in učinkovitejšemu prenosu podatkov prek optike vlaken nenehno raste. Širok trend na trgu komunikacije s podatki je, da se z zmanjšanjem razdalje cena vsakega segmenta močno zmanjša, medtem ko se količina povečuje. Ni presenetljivo, da so prizadevanja za komercializacijo iz silicijeve fotonike usmerila veliko dela na visoki obsežni, kratkoročni aplikaciji, ciljno usmerjeni podatkovni centri in visokozmogljivo računalništvo. Prihodnje aplikacije bodo na koncu vključevale odbor na desko, povezljivost kratkega dosega USB in morda celo komunikacijo CPU-jev do jedra, čeprav se bo to, kar se bo zgodilo z aplikacijami od jeder do jedra na čipu, še vedno dokaj špekulativno. Čeprav še ni dosegel obsega industrije CMOS, je silicijeva fotonika začela postati pomembna panoga.
Čas objave: julij-09-2024