ETH Zurich'ten araştırmacılar, hızlı elektronik sinyalleri, sinyal kalitesinde herhangi bir kayıp olmaksızın doğrudan ultra hızlı ışık sinyallerine dönüştürmek için kullanılacak ultra hızlı bir çip buldular. Elektronik ve ışık temelli unsurların aynı çipte birleştirildiği ilk kez bu. Deney, Almanya, ABD, İsrail ve Yunanistan'daki ortaklarla işbirliği içinde gerçekleştirildi. Bu teknik açıdan atlama taşıdır, çünkü şu anda bu elemanların ayrı yongalarda üretilmesi ve ardından tellerle bağlanması gerekmektedir.
Elektronik sinyaller ayrı çipler kullanılarak ışık sinyallerine dönüştürüldüğünde, sinyal kalitesi miktarı azalır ve ışık kullanan veri aktarım hızı da engellenir. Bununla birlikte, elektrik sinyallerini ışık dalgalarına dönüştürerek belirli bir yoğunlukta ışık üreten çip üzerindeki bir bileşen olan bir modülatörle birlikte gelen yeni plazmonik çipte durum böyle değildir. Modülatörün küçük boyutu, dönüştürme sürecinde kalite ve yoğunluk kaybı olmamasını ve verilerin daha hızlı iletilmesini sağlar. Tek bir çip üzerinde elektronik ve plazmonik kombinasyonu, ışık sinyallerinin yükseltilmesini mümkün kılar ve daha hızlı veri aktarımı sağlar.
Elektronik ve fotonik bileşenler, iki katman gibi birbirinin üzerine sıkıca yerleştirilir ve mümkün olduğunca kompakt hale getirmek için "yonga üstü yollar" kullanılarak doğrudan çipe yerleştirilir. Elektronik ve fotoniğin bu katmanlaması, iletim yollarını kısaltır ve sinyal kalitesi açısından kayıpları azaltır. Elektronikler ve fotonikler tek bir alt tabaka üzerinde uygulandığından, bu yaklaşım uygun bir şekilde "monolitik birlikte bütünleşme" olarak adlandırılır. Çip üzerindeki fotonik katman, ışığı daha yüksek hızlara ulaşmaya yönlendiren metal yapılar nedeniyle elektrik sinyallerini daha da hızlı optik olanlara dönüştürmeye yardımcı olan bir plazmonik yoğunluk modülatörü içerir.
Dört düşük hızlı giriş sinyali, daha sonra yüksek hızlı bir optik sinyale dönüştürülen yüksek hızlı bir elektrik sinyali oluşturmak için demetlenir ve güçlendirilir. Bu işlem "4: 1 çoğullama" olarak bilinir ve ilk kez monolitik bir yonga üzerinde saniyede 100 gigabit'in üzerinde bir hızda veri iletimini gerçekleştirir.mümkün. Yüksek hız, plazmonikleri klasik CMOS elektroniği ve daha da hızlı BiCMOS teknolojisi ile birleştirerek elde edildi. Ayrıca, Washington Üniversitesi'nden yeni ısıya dayanıklı elektro-optik malzeme ve Horizon 2020 projelerinden PLASMOfab ve plaCMOS'tan alınan bilgiler de kullanıldı. Araştırmacılar, bu ultra hızlı çipin, geleceğin optik iletişim ağlarında hızlı veri aktarımının yolunu hızla açacağına inanıyor.