Forskare i kiselfotonik från Optoelectronics Research Center (ORC) har demonstrerat den första optiska sändaren av helt kisel vid 100 Gbps och längre utan användning av digital signalbehandling.

Den optiska modulatorn fördubblar nästan den maximala datahastigheten för nuvarande toppmoderna enheter, demonstrerar potentialen för låga energilösningar helt kisellösningar som undviker att komplicera tillverkningsprocesser med nya material som inte är CMOS-kompatibla.

Forskargruppen, ledd av professor Graham Reed inom Zepler Institute for Photonics and Nanoelectronics, har publicerat sina resultat i Optical Societys prestigefyllda tidskrift Optica .

Den optiska modulatorn är en kritisk komponent i system som betjänar modern informations- och kommunikationsteknik, inte bara i traditionella datakommunikationslänkar utan också i mikrovågsfotonik eller datornätverk i chipsskala.

Dr Ke Li, huvudförfattare och huvuduppfinnare av teknologins associerade patent, säger:"I motsats till tidigare arbete på området, vi har introducerat en ny designfilosofi där fotonik och elektronik måste betraktas som ett enda integrerat system för att kunna hantera de krävande tekniska utmaningarna inom detta område."

Den nya forskningen har utvecklats inom Southamptons Silicon Photonics Group som en del av £6 miljoner Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) Program Grant Silicon Photonics for Future Systems.

Professor Reed, biträdande direktör för ORC, säger:"Våra resultat är baserade på ett helt integrerat elektroniskt-fotoniskt system, inte en laboratorieprobad fristående kiselmodulator. I allt annat arbete hittills som inte förlitar sig på digital signalbehandling för att återställa signalintegriteten, integration av elektronik och fotonik har resulterat i en sämre systemprestanda jämfört med de individuella komponenternas prestanda, vilket resulterar i en maximal datahastighet på cirka 56 Gbps.

"I en tid då de flesta forskare runt om i världen strävar efter en förbättring på systemnivå i storleksordningen fem till 10 procent, våra resultat representerar nästan en 100-procentig förbättring, så vi är glada över att vår designfilosofi har visat sig vara framgångsrik. Det är därför vi tror att dessa resultat är viktiga, eftersom de kan förändra hur designers konfigurerar framtidens datakommunikationssystem."

Kiselmodulatorn tillverkades genom Southamptons CORNERSTONE forskningsfabrikationsgjuteritjänst, och integrerade med skräddarsydda modulatordrivrutiner som är designade internt och tillverkade vid TSMCs elektronikgjuteri i Taiwan. Tillverknings- och integrationsarbeten utförs vid University of Southamptons Mountbatten renrumskomplex.