HomeProjects信息及通訊科技用於模分複用大容量通信矽光子收發器的多模波導光柵耦合器

用於模分複用大容量通信矽光子收發器的多模波導光柵耦合器

項目簡介

項目負責人

  • 曾漢奇教授

    電子工程學系

  • 資助機構

    研究資助局

  • 專利

    兩項美國專利註冊

少模或多模光纖中的模分複用是增加光纖互連數據傳輸容量和帶寬密度的最有效新興技術之一。現時400Gb乙太網的標準光收發器會使用4個波長的激光器,每個激光器支援50Gbaud PAM-4調制,但因使用16個激光器的成本高昂,所以無法擴展到1.6Tb/s。另一方面,目前大量生產的矽光子收發器有局限,他們不能選擇性地激發多模光纖的不同模式,所以在多模光纖中使用模分複用技術難於實踐。

本項目開發了一種突破性的新型多模波導光柵耦合器,亦在多模光纖和矽光子收發器之間設計了直接光學接口,令多模光纖中的模分複用成為可能,實現大容量短距離數據通信。技術能讓下一代光乙太網通過多模光纖接口的單波長矽光子收發器,達到800Gb/s或1.6Tb/s的容量。這項技術已經在少模光纖中進行驗證,目前我們正開發可用於標準多模光纖的進階設計。

通過新型亞波長波導光柵將4個模式同時發射到階躍型少模光纖的示意圖。 (a)LP01-x模式,(b)LP01-y模式,(c)LP11-x模式和(d)LP11-y模式。

特點及優勢:

  • 已申請美國專利的全新技術
  • 避免消耗光纖光子燈籠結構,減少額外成本和數據中心的寶貴空間
  • 無需任何光纖轉接盒,讓多模光纖接口直接連接至矽光子收發器
  • 簡單地將400Gb乙太網的多模光纖的傳輸容量增加一倍達到800Gb/s;利用光纖中的其他空間模式,可以進一步提高通信容量到6Tb / s
  • 可應用在大容量數據中心光互連及5G回傳收發器上
製作的多模光柵耦合器的掃描電子顯微鏡圖像,放大視圖如插圖所示。
當多模波導光柵耦合器有選擇地發射LP01-x,LP01-y,LP11-x和LP11-y模式時,階躍型少模光纖的輸出場分佈。

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