Nuovi prodotti della fotonica del silicio per centri dati di nuova generazione

Per l’uso nelle comunicazioni ottiche, i sistemi ottici dovrebbero essere progettati per essere compatti ed efficienti in termini di larghezza di banda e potenza. Dei ricercatori finanziati dall’UE hanno sviluppato con successo una nuova tecnologia della fotonica del silicio che tiene il passo delle esigenze che guidano l’industria delle comunicazioni dati.

Economia digitale

Il rilevamento coerente con multiplazione a divisione della lunghezza d’onda è un metodo promettente per ottenere alta efficienza spettrale ed energetica nelle comunicazioni a lungo raggio. Questa tecnica prevede la combinazione di un segnale in ingresso con un oscillatore locale in un dispositivo non lineare. Il prodotto risultante dalla combinazione viene rilevato dopo il filtraggio del segnale originale e della frequenza dell’oscillatore locale. Tuttavia, lo schema di rilevamento coerente richiede un ottimo controllo della frequenza ottica dell’oscillatore locale. Le tecniche di mode-locking che coinvolgono esclusivamente la sintonizzazione di una coppia di laser a pompa e microrisonatori su chip sono un modo efficace per controllare gli impulsi luminosi. Nell’ambito del progetto COWDM (Compact silicon photonics coherent WDM transceiver), finanziato dall’UE, i ricercatori hanno sviluppato una coppia trasmettitore-ricevitore ottico utilizzando pettini di frequenze ottiche generati in risonatori su chip contenenti elementi non lineari. Gli oscillatori parametrici ottici, costituiti da un risonatore ottico e da un sistema ottico non lineare, sono delle promettenti sorgenti compatte di luce coerente. Il team ha progettato con successo i sottosistemi di trasmettitore e ricevitore basati sulla tecnologia integrata della fotonica del silicio. Modulatori ad anello, accoppiatori ibridi e multiplexer add-drop riconfigurabili appena sviluppati sono stati tutti integrati nei ricetrasmettitori che sfruttano la fotonica del silicio. Inoltre, il team ha prodotto microrisonatori (microtoroidi) e ha valutato la loro idoneità per differenti architetture del ricetrasmettitore. Riducendo il consumo energetico e lo spazio nei centri dati, si prevede che la soluzione innovativa del ricetrasmettitore a fotonica del silicio svolgerà un ruolo chiave nelle interconnessioni dei centri dati di nuova generazione. I risultati del progetto sono stati divulgati in tre articoli scientifici.