Los investigadores de fotónica de silicio del Centro de Investigación Optoelectrónica (ORC) de la Universidad de Southampton han mostrado el primer transmisor óptico totalmente de silicio a 100Gbps y más allá sin el uso del procesamiento de señales digitales.

El modulador óptico casi duplica la velocidad máxima de transmisión de datos de los dispositivos actuales de última generación, lo que demuestra el potencial de las soluciones completas de silicio de baja potencia y bajo coste que evitan complicar los procesos de fabricación con nuevos materiales que no son compatibles con el CMOS.

El equipo de investigación, dirigido por el profesor Graham Reed del Instituto Zepler de Fotónica y Nanoelectrónica, ha publicado sus conclusiones en la revista Optica.

El modulador óptico es un componente crítico en los sistemas que sirven a las modernas tecnologías de la información y la comunicación, no sólo en los enlaces tradicionales de comunicación de datos sino también en la fotónica de microondas o en las redes de cálculo a escala de chip.

El Dr. Ke Li, autor principal e inventor principal de las patentes asociadas a esta tecnología, dice: "A diferencia de trabajos anteriores en este campo, hemos introducido una nueva filosofía de diseño en la que la fotónica y la electrónica deben considerarse como un único sistema integrado para hacer frente a los exigentes desafíos técnicos de este campo".

La nueva investigación fue avanzada dentro del Grupo de Fotónica de Silicio de Southampton como parte de la Beca del Programa de Fotónica de Silicio para Sistemas Futuros del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC).

El Profesor Reed, Director Adjunto del ORC, comenta: "Nuestros resultados se basan en un sistema electrónico-fotónico totalmente integrado, no en un modulador de silicio autónomo probado en laboratorio. En todos los demás trabajos realizados hasta la fecha que no se basan en el procesamiento digital de señales para recuperar la integridad de la señal, la integración de la electrónica y la fotónica ha dado lugar a un rendimiento del sistema inferior en comparación con el rendimiento de los componentes individuales, lo que se traduce en una velocidad máxima de datos de aproximadamente 56 Gbps.

"En un momento en que la mayoría de los investigadores de todo el mundo se esfuerzan por lograr una mejora del nivel del sistema del orden del 5 al 10%, nuestros resultados representan una mejora cercana al 100%, por lo que estamos encantados de que nuestra filosofía de diseño esté teniendo éxito. Por eso creemos que estos resultados son importantes, ya que pueden cambiar la forma en que los diseñadores configuran los sistemas de transmisión de datos del futuro".

El modulador de silicio se fabricó a través del servicio de fundición de investigación de fabricación de Southampton CORNERSTONE, y se integró con controladores de modulador a medida que se diseñan y fabrican en la fundición de electrónica de TSMC en Taiwán. El trabajo de fabricación e integración se lleva a cabo en el complejo de salas blancas de la Universidad de Southampton.

El estudio completo "Electronic–photonic convergence for silicon photonics transmitters beyond 100 Gbps on–off keying" ha sido publicado en Optica y está disponible aquí.