低串扰热驱动和电驱动硅开关
光学
2024-10-02 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
硅光子开关被广泛认为是解决数据中心网络中日益增长的数据流量的成本有效解决方案，因其具有低功耗、低时延、小 footprint 和高带宽等独特优势。尽管已进行大量研究，大规模光子电路中的串扰仍然威胁信号完整性。本文提出了两种实现超低串扰的硅马赫-温德格干涉仪（MZI）开关设计，分别采用热驱动和电驱动方式。每个开关系统在器件和电路层面进行优化，以抑制串扰并降低系统复杂度。值得注意的是，我们首次利用载流子注入基的MZI开关中固有的自加热效应，创建一对相位移射线器，实现任意相位差。这种相位移射线器对每根臂的插入损耗匹配，从而最小化串扰。实验结果表明，两种热光（T-O）和电光（E-O）开关均实现了低于-40 dB的超低串扰比。其中，T-O开关的芯片损耗小于5 dB，开关时间为500微秒；而E-O开关的芯片损耗可低至8.5 dB，开关时间小于100纳秒。此外，还实现了该E-O开关上50 Gb/s的调制解调信号高保真传输，显示出该开关设计具有巨大的应用潜力。
引用
@article{arxiv.2410.00592,
title = {Ultra-low-crosstalk Silicon Switches Driven Thermally and Electrically},
author = {Peng Bao and Chunhui Yao and Chenxi Tan and Alan Yilun Yuan and Minjia Chen and Seb J. Savory and Richard Penty and Qixiang Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.00592},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 5 figures