基于硅微环光开关的五端口光路由器实现光子网络芯片

"Five-Port Optical Router Based on Silicon Microring Optical Switches for Photonic Networks-on-Chip" 这篇研究论文探讨了一种基于硅微环光学开关的五端口光路由器，适用于光子网络-on-芯片（Photonic Networks-on-Chip，NoC）。在现代计算机架构中，多核处理器的性能不仅依赖于核心处理器的性能，还取决于它们之间的通信效率。随着微电子技术的发展，光子学在网络互连中的应用日益受到关注，因为光通信提供了高速、低延迟和高带宽的优点。 文章指出，他们成功地展示了一个由八个硅微环光学开关组成的五端口光路由器，这些开关通过热光学效应进行调谐。在工作波长下，设备在测试的路由状态下的光信噪比超过11dB，显示了良好的信号质量。在20个光链路上进行了32-Gb/s的数据传输实验，证明了该路由器的高速传输能力。 为了进一步扩展通信容量，他们在1525至1565纳米的波长范围内实现了八通道的波分复用数据传输。这种波分复用技术允许在单根光纤上传输多个独立的光信号，从而显著增加了数据传输的密度和系统的总带宽。 路由器的平均能效达到了68.2fJ/bit，这意味着在传输每个比特数据时消耗的能量极低，这在高效能计算和数据中心通信中非常重要。此外，响应时间为约20微秒，表明了快速的动态路由调整能力。 关键词包括：多处理器互连、光学谐振器、光学开关、波分复用。这篇文章的贡献在于提供了一种新的光子NoC解决方案，它可以提高多核处理器系统内的通信效率，降低能耗，并通过集成的光学互连实现更复杂的网络拓扑。 这篇研究论文展示了硅基微环光学开关在构建高性能、低能耗光路由器方面的潜力，对于推进光子网络-on-芯片技术的发展具有重要意义。这种技术有望在未来的信息处理和通信系统中发挥关键作用，特别是在大数据处理、云计算和高性能计算等领域。