인공 지능과 고성능 컴퓨팅의 급속한 발전으로 인해 글로벌 데이터 트래픽이 폭발적으로 증가하고 있으며, 이로 인해 데이터 센터 내 정보 전송 속도와 에너지 효율성 모두에 전례 없는 문제가 제기되고 있습니다. 기존의 광통신 기술은 대역폭 병목 현상과 전력 소비 장벽에 직면해 있으며, 차세대 고속-효율적 고도로 통합된 광 상호 연결 기술의 개발이 시급히 필요합니다. 병렬 데이터 전송을 위해 다중 위상 고정 파장을 동시에 생성할 수 있는 광 주파수 빗은 이러한 과제에 대한 획기적인 솔루션으로 간주됩니다. 그러나 초-넓은 대역폭, 초-고온 안정성 및 초-작동 수명을 갖춘 실용적인 광 주파수 빗 소스를 달성하는 것은 업계의 주요 과제로 남아 있습니다.
최근 중국 과학 아카데미 반도체 연구소의 Chen Siming 교수가 이끄는 연구팀은 Huisi Optoelectronics, Shenzhen University of Technology 및 국가 정보 광전자 혁신 센터와 협력하여 광통신을 위한 고속-양자점 모드-고정 광 주파수 빗 기술의 획기적인 발전을 이루었습니다. 반도체 양자점 재료에 대한 혁신적인 공동 도핑 기술과 충돌{4}}펄스 모드{5}}잠금 방식을 통해 팀은 최대 140도의 극한 온도에서도 안정적으로 작동할 수 있는 100GHz 양자점 광주파수 빗살 레이저를 개발하는 데 성공했습니다. 이 장치는 작동 온도, 전송 용량 및 신뢰성 면에서 획기적인 발전을 이루었으며 미래의 Tbps-수준 광 상호 연결을 위한 중요한 광원 솔루션을 제공합니다.
이 연구는 뛰어난 종합 성능 지표를 보여줍니다. 실온(25도)에서 레이저는 14.312nm의 3dB 광 대역폭을 달성하고 26개 채널을 생성할 수 있습니다. 각 채널은 128Gb/s PAM-4 변조 신호를 전달할 수 있습니다. 기기는 안정 모드를 유지하며{12}}최대 140도까지 잠깁니다. 85도 -산업-등급 고온-표준에서 주요 성능 지표는 무시할 만큼 저하를 나타내며 총 데이터 처리량 2.816Tb/s에 대해 22개 채널의 안정적인 작동을 지원합니다. 동시에 전송된 비트당 에너지 소비는 25도에서 0.394pJ, 85도에서 0.532pJ로 낮습니다. 85도에서 1,500시간을 초과하는 가속 노화 테스트는 207년의 평균 고장 시간(MTTF)을 나타내며 엄격한 상용 응용 요구 사항을 완전히 충족합니다.
이 작업은 단일 칩에서 초{0}}광대역, 초-고-온도, 초{3}}긴-수명 및 고집적-통합 양자점 광 주파수 빗을 동시에 달성할 수 있는 가능성을 실험적으로 보여줄 뿐만 아니라 차세대-데이터 센터 및 인공 지능 컴퓨팅 클러스터의 광 상호 연결 시스템을 위한 강력하고 비용 효율적인 광원 구현 경로를 제공합니다.
