ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳ ಭವಿಷ್ಯ

ಭವಿಷ್ಯಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ಆಧುನಿಕ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಬೆಳಕಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಂವಹನದಿಂದ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್‌ವರೆಗೆ ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಬಂಧವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸ್ಥಿತಿ, ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 1: ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಹೋಲಿಕೆಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ಅಳವಡಿಕೆ ನಷ್ಟ, ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್, ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ, ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ (TFLN), III-V ವಿದ್ಯುತ್ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು (EAM), ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು.

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಧಾರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಮಿತಿಗಳು

ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಳಕಿನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ಹಲವು ವರ್ಷಗಳಿಂದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಆಧಾರವಾಗಿವೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಪ್ರಸರಣ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಅಂತಹ ಸಾಧನಗಳು ಕಳೆದ 25 ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ, ಡೇಟಾ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರಗಳನ್ನು ಮೂರು ಆದೇಶಗಳಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿಸಿವೆ. ಆಧುನಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು 224 Gb/s ವರೆಗಿನ 4-ಹಂತದ ಪಲ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ (PAM4) ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು PAM8 ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್‌ನೊಂದಿಗೆ 300 Gb/s ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಮೂಲಭೂತ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತವೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್‌ಗಳಿಗೆ 200+ Gbaud ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೌಡ್ ದರಗಳು ಅಗತ್ಯವಿದ್ದಾಗ, ಈ ಸಾಧನಗಳ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಪೂರೈಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಈ ಮಿತಿ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಅಂತರ್ಗತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ - ಸಾಕಷ್ಟು ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಅತಿಯಾದ ಬೆಳಕಿನ ನಷ್ಟವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವ ಸಮತೋಲನವು ಅನಿವಾರ್ಯ ವಿನಿಮಯಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ವಸ್ತುಗಳು

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳ ಮಿತಿಗಳು ಪರ್ಯಾಯ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಏಕೀಕರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿವೆ. ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ಹೊಸ ಪೀಳಿಗೆಯ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಭರವಸೆಯ ವೇದಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ.ತೆಳುವಾದ ಪದರ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳುಬೃಹತ್ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್‌ನ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಆನುವಂಶಿಕವಾಗಿ ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳಿ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ: ಅಗಲವಾದ ಪಾರದರ್ಶಕ ಕಿಟಕಿ, ದೊಡ್ಡ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಗುಣಾಂಕ (r33 = 31 pm/V) ರೇಖೀಯ ಕೋಶ ಕೆರ್ ಪರಿಣಾಮವು ಬಹು ತರಂಗಾಂತರ ಶ್ರೇಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು

ತೆಳುವಾದ ಪದರ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಗಮನಾರ್ಹ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡಿವೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಚಾನಲ್‌ಗೆ 1.96 Tb/s ಡೇಟಾ ದರಗಳೊಂದಿಗೆ 260 Gbaud ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಸೇರಿವೆ. CMOS-ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಡ್ರೈವ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮತ್ತು 100 GHz ನ 3-dB ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಂತಹ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ವೇದಿಕೆ ಹೊಂದಿದೆ.

ಉದಯೋನ್ಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ನಿಕಟ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿದೆ. ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ ಮತ್ತು ದತ್ತಾಂಶ ಕೇಂದ್ರಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ,ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳುಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಅಂತರ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳಿಗೆ ಅವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು AI ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು 800G ಮತ್ತು 1.6T ಪ್ಲಗ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್‌ಗಳ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತಿವೆ. ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಸಹ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ: ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮಾಹಿತಿ ಸಂಸ್ಕರಣೆ ನ್ಯೂರೋಮಾರ್ಫಿಕ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಆವರ್ತನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ನಿರಂತರ ತರಂಗ (FMCW) ಲಿಡಾರ್ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟಾನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಎಂಜಿನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ಯಂತ್ರ ಕಲಿಕೆ ಮತ್ತು ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುವ ವೇಗದ ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿಯೂ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಲೈನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್-ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಹಲವಾರು ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತಿದೆ: ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಪ್ರಮಾಣ: ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳು ಪ್ರಸ್ತುತ 150 ಎಂಎಂ ವೇಫರ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚವಾಗುತ್ತದೆ. ಫಿಲ್ಮ್ ಏಕರೂಪತೆ ಮತ್ತು ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಉದ್ಯಮವು ವೇಫರ್ ಗಾತ್ರವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಏಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಸಹ-ವಿನ್ಯಾಸ: ಯಶಸ್ವಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್‌ಗಳುಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಚಿಪ್ ವಿನ್ಯಾಸಕರು, EDA ಪೂರೈಕೆದಾರರು, ಫೌಂಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ತಜ್ಞರ ಸಹಯೋಗವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಸಮಗ್ರ ಸಹ-ವಿನ್ಯಾಸ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಂಕೀರ್ಣತೆ: ಸಿಲಿಕಾನ್-ಆಧಾರಿತ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮುಂದುವರಿದ CMOS ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದ್ದರೂ, ಸ್ಥಿರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣತಿ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

AI ಉತ್ಕರ್ಷ ಮತ್ತು ಭೌಗೋಳಿಕ ರಾಜಕೀಯ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ, ಈ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತ ಸರ್ಕಾರಗಳು, ಕೈಗಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಖಾಸಗಿ ವಲಯದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೂಡಿಕೆಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತಿದೆ, ಶೈಕ್ಷಣಿಕ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳ ನಡುವಿನ ಸಹಯೋಗಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಅವಕಾಶಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಾವೀನ್ಯತೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುವ ಭರವಸೆ ನೀಡುತ್ತದೆ.