在伪造表面的动态调制的理论极限和框架等离子体极立子相互连接
Optics express
|September 15, 2023
概括
本研究介绍了Spoof-surface-plasmon-polariton (SSPP) 互连的理论框架,使数据传输更快,更节能. 它介绍了一种新的调制技术,用于优化SSPP信号调制在下一代通信网络.
科学领域:
- 光子学和光学通信技术
- 超材料和等离子材料.
- 集成电路和集成系统
背景情况:
- 伪造表面-等离子-极子 (SSPP) 互连对于现代通信网络中的高速大容量数据传输至关重要.
- 对SSPP互连的有效利用取决于其调制技术的可行性和效率.
- 目前还没有一个全面的平台来分析SSPP信号调制性能.
研究的目的:
- 开发一个分析SSPP信号调制的理论框架.
- 为了预测由几何分散限制的最大调制速度.
- 在SSPP结构中量化调制速度和能源效率之间的权衡.
- 将分析扩展到各种SSPP调制技术.
主要方法:
- 开发SSPP信号调制分析的理论框架.
- 引入一种新的调制技术,使用可变电阻来控制SSPP共振条件.
- 通过基于有限元素方法 (FEM) 的数值模拟进行验证.
- 对SSPP波导和毫米尺度SSPP通道样本的分析.
主要成果:
- 一种新的SSPP调制技术通过变化的电阻证明了~28%的传输频段变化.
- 数字模拟验证了振幅转移键 (ASK) 调制的理论模型.
- 在毫米尺度SSPP频道中,实现了300 Mbps的调制速度与名义功耗损失.
- 预计10Gbps的速度超过100mm,在微米级互连连接中具有≥80%的能效.
结论:
- 提出的理论框架为SSPP调制器提供了基本的设计指南.
- 新的调制技术和理论分析为优化SSPP互连铺平了道路.
- 这项工作可以设计更快,更节能的芯片对芯片和芯片间通信系统.
