硅基光开关及阵列研究进展

随着网络传输数据的爆炸式增长,传统集成电路芯片面临着难以进一步提升交换速率及继续扩大容量等挑战。相较于传统电子芯片,硅基光子器件具有交换速度快、功耗低、带宽大和与CMOS工艺兼容性好等优点,可满足下一代全光交换网络、数据中心和高性能计算光互连的迫切需求,被视为在后摩尔时代突破芯片容量最具前途的解决方案,受到日益广泛关注。文章介绍了硅基光子芯片中光开关单元及阵列的技术原理和发展现状,重点论述了MZI型、MRR型开关单元,以及常见阵列拓扑结构,介绍了近年来大规模光开关阵列的国内外研究进展,讨论了未来硅基光开关及阵列研究中面临的主要问题和解决方法。

聚合物光波导开关阵列的驱动系统设计

为驱动光波导开关阵列实现信号的调制,需要对较多数量光路进行电驱动。针对驱动电路电压调校过程繁琐,驱动电压精度不高等问题,设计了一种基于STM32的自动调校驱动电压的控制系统,其主要包括主控模块,驱动模块和光接收模块。驱动模块对光芯片进行驱动,并可控制其输出调制信号;光接收模块能实现可调放大探测功能,实时探测光芯片输出光功率,并传送给主控模块中的模数转换器;主控模块接收记录芯片的输出状态,并自动调节遍历驱动电压。系统硬件部分以单片机最小系统及串口屏为主控单元,通过数模转换器模块实现光开关的驱动控制,利用光接收模块接收光开关反馈;软件部分以5 mV的精度对20 V以内的电压进行自动控制,并实时采集光芯片的反馈以对校正电压记录。利用该系统对光开关芯片的测量实验结果表明,该设计可通过校正电压对光开关进行有效驱动,降低了成本,实现对输出信号实时检测与控制,缩短了电压调校时间,有效提高了光开关阵列驱动电压精确度,在片上光互联的开关阵列等方向具有良好的应用前景。