实验演示16×16硅基Mach-Zehnder光开关阵列

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"16×16硅基马赫-曾德尔干涉仪开关通过波导微加热器驱动" 这篇研究文章报告了对一个16×16可重构非阻塞光开关网络的实验验证,该网络采用了Benes架构。这个光学开关核心由56个基于2×2马赫-曾德尔干涉器的单元开关组成,每个单元开关都集成了两对波导微加热器。这种集成设计允许通过调整加热器的温度来改变光路的相位,从而实现光信号的路由切换。 在"all-cross"(所有交叉)和"all-bar"(所有横杆)两种状态下的平均芯片内插入损耗约为5.2分贝,表明在整个路由路径上的损耗变化控制在1分贝以内,这在大型光开关网络中是相当出色的性能。同时,对于所有开关状态,交叉干扰(crosstalk)均优于-30分贝,这意味着光信号在不同通道间的干扰极小,保证了信号传输的纯净度。 开关元件的切换时间约为22微秒,这个速度对于高速光通信系统来说是可接受的,能够支持快速的数据路由和网络配置变化。论文通过40吉比特每秒的正交相位调制信号传输来验证了开关的功能性,进一步证明了该设计在高数据速率光通信中的实用性。 马赫-曾德尔干涉仪是一种重要的光学组件,它利用光的干涉原理来实现光路的选择和切换。在硅基光子学中,这种器件因其小型化、高效能和易于集成的特点而受到广泛关注。波导微加热器则为动态控制光路提供了可能,它们可以通过电信号调控,改变波导中的光传播特性,如相位,从而实现光开关的操作。 这项工作为大规模光通信网络提供了高效能、低损耗的解决方案,有助于推动未来数据中心和云计算平台的高速光互连技术的发展。其成果不仅限于学术研究,也有望在实际的光通信系统和光网络中得到广泛应用,提升数据传输的速度和可靠性。