作者：本报记者 晋浩天 《光明日报》（ 2023年10月23日 09版）
本报北京10月22日电（记者晋浩天）北京大学电子学院王兴军教授、彭超教授、舒浩文研讨员联合团队在超高速纯硅调制器方面获得打破，完成了全球首个电光带宽达110GHz的纯硅调制器。这是自2004年英特尔在《天然》期刊报导第一个1GHz硅调制器后，国际上初次把纯硅调制器带宽提高到100GHz以上。日前，相关研讨成果以《110GHz带宽慢光硅调制器》为题在线发表于《科学·开展》。
“该纯硅调制器一起具有超高带宽、超小尺度、超大通带及互补金属氧化物半导体（CMOS）集成工艺兼容等优势，满意了未来超高速使用场景对超高速率、高集成度、多波长通讯、高热稳定性及晶圆级出产等需求，是硅基光电子范畴的严重打破，为高速、短距离数据中心和光通讯的使用供给了重要要害技能支撑，关于下一代数据中心的开展含义严重。”王兴军介绍。
“跟着人工智能、大数据、云核算等新一代信息技能的大规模使用，全球数据总量呈指数式增加，以硅基光电子为代表的光电子集成技能成为光通讯系统的重要开展的新趋势。在硅基光电子芯片系统中，硅基调制器能轻松完成电信号向光信号的功用转化，具有低本钱、高集成度、CMOS集成工艺兼容等长处，是完成片上信息传输与处理的要害有源器材。”王兴军表明，但受限于硅资料自身较慢的载流子输运速率，纯硅调制器带宽典型值一般为30至40GHz，难以习惯未来超越100Gbaud通讯速率的需求，因此也成为硅基光电子学在高速范畴开展的瓶颈之一。
在本次作业中，研讨团队针对传统硅基调制器带宽受限问题，使用硅基耦合谐振腔光波导结构引进慢光效应，构建了完好的硅基慢光调制器理论模型，经过合理调控结构参数以归纳平衡光学与电学目标要素，完成对调制器功能的深度优化。研讨团队根据CMOS集成工艺兼容的硅基光电子规范工艺，在纯硅资料系统下规划并制备了在1550纳米左右通讯波长下作业的超高带宽硅基慢光调制器，完成了110GHz的超高电光带宽，打破了迄今为止纯硅调制器的带宽上限，并一起将调制臂尺度缩短至百微米数量级，在无须数字信号处理的情况下以简略的二进制振幅键控调制格局完成了单通道超越110Gbps的高速信号传输，降低了算法本钱与信号推迟，一起在宽达8纳米的超大光学通带内坚持多波长通讯功能的高度均一性。
“研讨团队在不引进异质资料与杂乱工艺的前提下，完成了硅基调制器带宽功能的腾跃，未来还可完成低本钱晶圆级的量产，展现了硅基光电子学鄙人一代超高速使用范畴的巨大价值。”王兴军说。
北京大学电子学院王兴军教授、彭超教授、舒浩文研讨员联合团队在超高速纯硅调制器方面获得打破，完成了全球首个电光带宽达110GHz的纯硅调制器。