超紧的可扩展模式demultiplexers用于通过GPU加速反向设计的高速光学互连

科学领域:

• 光子学 是一个光子学.
• 集成光学 集成光学 集成光学
• 纳米光子学 纳米光子学

背景情况:

• 模式划分复杂化 (MDM) 对于增加光通信中的数据容量至关重要.
• 现有的MDM设备往往有很大的足迹和高损失.
• 光子学为微型光学元件提供了一个有前途的平台.

研究的目的:

• 设计和实验验证超紧光子模式解复元器件.
• 在插入损失和交叉通话方面实现高性能.
• 为了证明这些设备对于高速数据传输的适用性.

主要方法:

• 使用反向设计与像素级拓优化.
• 采用GPU加速的全波助理解决器,以实现高效的设计.
• 在220nm在绝缘体 (SOI) 平台上制造设备.
• 进行50 Gb/s OOK和100 Gb/s PAM4.4的高速传输实验.

主要成果:

• 实现了4μm × 1.2μm (2模式) 和5.4μm × 2.7μm (4模式) 的超紧足迹.
• 在1550 nm时,已证明插入损失低于1 dB,交叉声低于-13 dB.
• 在OOK和PAM4信号的HD-FEC值以下确认无错误传输.

结论:

• 反向设计的模式去复杂器显著优于以前的最先进设备.
• 这项工作为未来光子网络中的exabit规模MDM提供了一个可扩展的方法.
• 开发的技术对于下一代高容量光学互连至关重要.