電光調(diào)制器在光纖網(wǎng)絡(luò)中起著關(guān)鍵作用。就像晶體管作為電信號的開關(guān)一樣，電光調(diào)制器可用作光信號的開關(guān)。光通信使用光，所以調(diào)制器用于打開和關(guān)閉在光纖中發(fā)送二進(jìn)制信號流的光。近日，美國研究人員設(shè)計(jì)并制造出了目前世界上最小的電光調(diào)制器，這或許意味著未來數(shù)據(jù)中心和超級計(jì)算機(jī)所使用的能源將得到大幅削減。

俄勒岡州立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授王小龍稱，此項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)是在光子晶體的微腔里集成了透明氧化物—硅基MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)。微腔調(diào)制器可以把光場壓縮到很小的范圍，通過載流子富集形成很強(qiáng)的電光調(diào)制效應(yīng)，從而在很小的區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)很大的電光調(diào)制。

王小龍表示，新研制的電光調(diào)制器可極大降低光互聯(lián)器件的功耗。目前全球數(shù)據(jù)中心和超級計(jì)算機(jī)所使用的能源占據(jù)了全球電力使用量的4%—5%，數(shù)據(jù)中心的大部分功耗主要由互聯(lián)產(chǎn)生，通過光取代電來降低系統(tǒng)功耗是今后的研究方向。但光互聯(lián)研究的一個(gè)瓶頸在于電光轉(zhuǎn)換，電光轉(zhuǎn)換同樣需要消耗大量能源。

此項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)合了材料和器件的創(chuàng)新，增強(qiáng)電子和光子之間的相互作用，從而使研究人員能夠創(chuàng)建出一個(gè)更小的電光調(diào)制器。新調(diào)制器相比主流硅基微環(huán)電光調(diào)制器在尺寸上縮小了10倍，僅為一個(gè)細(xì)菌大小(8微米×0.6微米)，有源區(qū)更是縮小到了0.06立方微米(僅僅是波長立方尺寸的2%)，在理論上可將電光轉(zhuǎn)換的能耗降低2—3個(gè)數(shù)量級。