इलेक्ट्रो ऑप्टिकल मॉड्युलेटरचे भविष्य

चे भविष्यइलेक्ट्रो ऑप्टिकल मॉड्युलेटर

इलेक्ट्रो ऑप्टिक मॉड्युलेटर आधुनिक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टममध्ये मध्यवर्ती भूमिका निभावतात, जे प्रकाशाच्या गुणधर्मांचे नियमन करून संप्रेषणापासून क्वांटम कंप्यूटिंगपर्यंतच्या अनेक क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. हा पेपर इलेक्ट्रो ऑप्टिक मॉड्युलेटर तंत्रज्ञानाच्या सद्य स्थिती, नवीनतम प्रगती आणि भविष्यातील विकासाविषयी चर्चा करतो

आकृती 1: भिन्न कामगिरीची तुलनाऑप्टिकल मॉड्युलेटरपातळ फिल्म लिथियम निओबेट (टीएफएलएन), आयआयआय-व्ही इलेक्ट्रिकल शोषण मॉड्युलेटर (ईएएम), सिलिकॉन-आधारित आणि पॉलिमर मॉड्युलेटर इन्सर्टेशन लॉस, बँडविड्थ, वीज वापर, आकार आणि उत्पादन क्षमता यासह तंत्रज्ञान.

पारंपारिक सिलिकॉन-आधारित इलेक्ट्रो ऑप्टिक मॉड्युलेटर आणि त्यांच्या मर्यादा

सिलिकॉन-आधारित फोटोइलेक्ट्रिक लाइट मॉड्युलेटर बर्‍याच वर्षांपासून ऑप्टिकल कम्युनिकेशन सिस्टमचा आधार आहे. प्लाझ्मा फैलाव परिणामाच्या आधारे, अशा उपकरणांनी गेल्या 25 वर्षात उल्लेखनीय प्रगती केली आहे, ज्यामुळे डेटा ट्रान्सफर दर वाढविण्यात तीन ऑर्डर आहेत. आधुनिक सिलिकॉन-आधारित मॉड्युलेटर 224 जीबी/एस पर्यंतचे 4-स्तरीय पल्स एम्प्लिट्यूड मॉड्युलेशन (पीएएम 4) आणि पीएएम 8 मॉड्यूलेशनसह 300 जीबी/एस पेक्षा जास्त प्राप्त करू शकतात.

तथापि, सिलिकॉन-आधारित मॉड्युलेटरला भौतिक गुणधर्मांमुळे उद्भवणार्‍या मूलभूत मर्यादांचा सामना करावा लागतो. जेव्हा ऑप्टिकल ट्रान्ससीव्हर्सना 200+ पेक्षा जास्त जीबीएडचे बीएडी दर आवश्यक असतात, तेव्हा या उपकरणांची बँडविड्थ मागणी पूर्ण करणे कठीण आहे. ही मर्यादा सिलिकॉनच्या मूळ गुणधर्मांमुळे उद्भवली आहे - पुरेशी चालकता राखताना अत्यधिक हलके नुकसान टाळण्याचे संतुलन अपरिहार्य ट्रेडऑफ तयार करते.

उदयोन्मुख मॉड्युलेटर तंत्रज्ञान आणि साहित्य

पारंपारिक सिलिकॉन-आधारित मॉड्युलेटरच्या मर्यादांमुळे वैकल्पिक साहित्य आणि एकत्रीकरण तंत्रज्ञानावर संशोधन केले गेले आहे. थिन फिल्म लिथियम निओबेट मॉड्युलेटरच्या नवीन पिढीसाठी सर्वात आशादायक प्लॅटफॉर्म बनले आहे.पातळ फिल्म लिथियम निओबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटरबल्क लिथियम निओबेटच्या उत्कृष्ट वैशिष्ट्यांचा वारसा, यासह: वाइड पारदर्शक विंडो, मोठा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक गुणांक (आर 33 = 31 पीएम/व्ही) रेखीय सेल केर्स प्रभाव एकाधिक तरंगलांबी श्रेणींमध्ये कार्य करू शकतो

पातळ फिल्म लिथियम निओबेट तंत्रज्ञानाच्या अलिकडील प्रगतीमुळे उल्लेखनीय परिणाम मिळाले आहेत, ज्यात प्रति चॅनेल 1.96 टीबी/एस डेटा दरासह 260 जीबीओडवर कार्यरत मॉड्युलेटरचा समावेश आहे. प्लॅटफॉर्मचे सीएमओएस-सुसंगत ड्राइव्ह व्होल्टेज आणि 100 जीएचझेडचे 3-डीबी बँडविड्थ सारखे अनन्य फायदे आहेत.

उदयोन्मुख तंत्रज्ञान अनुप्रयोग

इलेक्ट्रो ऑप्टिक मॉड्युलेटरचा विकास बर्‍याच क्षेत्रातील उदयोन्मुख अनुप्रयोगांशी संबंधित आहे. कृत्रिम बुद्धिमत्ता आणि डेटा सेंटरच्या क्षेत्रात,हाय-स्पीड मॉड्युलेटरइंटरकनेक्शन्सच्या पुढील पिढीसाठी महत्त्वपूर्ण आहेत आणि एआय संगणन अनुप्रयोग 800 ग्रॅम आणि 1.6 टी प्लग करण्यायोग्य ट्रान्ससीव्हर्सची मागणी चालवित आहेत. मॉड्युलेटर तंत्रज्ञान देखील यावर लागू केले जाते: क्वांटम माहिती प्रक्रिया न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग फ्रीक्वेंसी मॉड्युलेटेड सतत वेव्ह (एफएमसीडब्ल्यू) लिडर मायक्रोवेव्ह फोटॉन तंत्रज्ञान

विशेषतः, पातळ फिल्म लिथियम निओबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर ऑप्टिकल कॉम्प्यूटेशनल प्रोसेसिंग इंजिनमध्ये सामर्थ्य दर्शविते, मशीन शिक्षण आणि कृत्रिम बुद्धिमत्ता अनुप्रयोगांना गती देणारी वेगवान लो-पॉवर मॉड्यूलेशन प्रदान करते. असे मॉड्युलेटर कमी तापमानात देखील कार्य करू शकतात आणि सुपरकंडक्टिंग लाइनमध्ये क्वांटम-क्लासिकल इंटरफेससाठी योग्य आहेत.

पुढच्या पिढीतील इलेक्ट्रो ऑप्टिक मॉड्युलेटरच्या विकासास अनेक मोठ्या आव्हानांचा सामना करावा लागतो: उत्पादन किंमत आणि स्केल: पातळ-फिल्म लिथियम निओबेट मॉड्युलेटर सध्या 150 मिमी वेफर उत्पादनापुरते मर्यादित आहेत, परिणामी जास्त खर्च होतो. चित्रपटाची एकरूपता आणि गुणवत्ता राखताना उद्योगाला वेफर आकाराचा विस्तार करणे आवश्यक आहे. एकत्रीकरण आणि सह-डिझाइन: यशस्वी विकासउच्च-कार्यक्षमता मॉड्युलेटरऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि इलेक्ट्रॉनिक चिप डिझाइनर, ईडीए पुरवठादार, कारंठ आणि पॅकेजिंग तज्ञांच्या सहकार्याने व्यापक सह-डिझाइन क्षमता आवश्यक आहे. मॅन्युफॅक्चरिंग जटिलता: सिलिकॉन-आधारित ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स प्रक्रिया प्रगत सीएमओएस इलेक्ट्रॉनिक्सपेक्षा कमी जटिल आहेत, स्थिर कामगिरी आणि उत्पन्न मिळविण्यासाठी महत्त्वपूर्ण कौशल्य आणि उत्पादन प्रक्रिया ऑप्टिमायझेशन आवश्यक आहे.

एआय बूम आणि भौगोलिक -राजकीय घटकांद्वारे चालविलेल्या या क्षेत्राला सरकार, उद्योग आणि जगभरातील खासगी क्षेत्राकडून वाढीव गुंतवणूक मिळत आहे, ज्यामुळे शैक्षणिक आणि उद्योग यांच्यात सहकार्यासाठी नवीन संधी निर्माण होतील आणि नाविन्यपूर्णतेला गती देण्याचे आश्वासन दिले आहे.