集成芯片实现光通信双向收发一体化

本文主要探讨了光通信链路中集成芯片的收发一体工作原理和应用。在这个研究中，作者们关注的是将PIN光电探测器（PIN-PD）与垂直腔面发射激光器（VCSEL）在结构上进行垂直整合，形成一个集成了发送和接收功能的单一芯片。这种集成光电芯片设计旨在提升光互连系统的性能，实现高效、紧凑的光信号传输。 在集成方案中，芯片的一端配置有VCSEL单元，用于发送中心波长为805纳米的光信号，同时另一端配置有PIN-PD单元，负责接收中心波长为850纳米的光信号。反之，另一个端口则相反，即805纳米的光信号发送和接收由不同的单元处理。这种设计允许芯片在两个不同的波长之间进行同步的收发操作，提高了数据传输的灵活性和效率。 作者通过仿真优化了805纳米波长处光信号发送端的结构，确保了激光器和探测器在电学和光学层面上的有效隔离与解耦。电学隔离意味着两者之间的信号干扰被最小化，而光学解耦则确保了发送和接收过程中的信号转换准确无误。这些优化是至关重要的，因为它们直接影响到芯片的整体性能和信号质量。 论文还涉及到理论分析，深入研究了VCSEL和PIN-PD单元工作时的动态行为，包括激光器的阈值电流、调制特性以及PIN-PD的光响应特性等，以验证其在实际应用中的稳定性和可靠性。通过这些分析，研究人员证明了这种集成芯片确实能够同时执行发送和接收任务，从而在光通信系统中开辟了新的可能性。 这项研究对于推动光通信技术的发展具有重要意义，特别是在提高光互连的带宽利用率、降低功耗以及简化系统设计方面。随着集成度的提升，未来的光通信系统有望实现更高效、更节能的通信方式，而这正是集成芯片在光通信链路中收发一体工作这一研究的核心价值所在。