ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਦਾ ਭਵਿੱਖ

ਦਾ ਭਵਿੱਖਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੂਲੇਟਰ

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਆਪਟਿਕ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਆਧੁਨਿਕ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਕੇਂਦਰੀ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਦੇ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤ੍ਰਿਤ ਕਰਕੇ ਸੰਚਾਰ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਕੁਆਂਟਮ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਤੱਕ ਕਈ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਪੇਪਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਆਪਟਿਕ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਮੌਜੂਦਾ ਸਥਿਤੀ, ਨਵੀਨਤਮ ਸਫਲਤਾ ਅਤੇ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਬਾਰੇ ਚਰਚਾ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 1: ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਤੁਲਨਾਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੂਲੇਟਰਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ (TFLN), III-V ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਐਬਸੋਰਪਸ਼ਨ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ (EAM), ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਅਤੇ ਪੋਲੀਮਰ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ, ਸੰਮਿਲਨ ਨੁਕਸਾਨ, ਬੈਂਡਵਿਡਥ, ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਖਪਤ, ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਨਿਰਮਾਣ ਸਮਰੱਥਾ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ।

ਰਵਾਇਤੀ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ

ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਲਾਈਟ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਕਈ ਸਾਲਾਂ ਤੋਂ ਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦਾ ਆਧਾਰ ਰਹੇ ਹਨ। ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਫੈਲਾਅ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਅਜਿਹੇ ਯੰਤਰਾਂ ਨੇ ਪਿਛਲੇ 25 ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਤਰੱਕੀ ਕੀਤੀ ਹੈ, ਡੇਟਾ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦਰਾਂ ਨੂੰ ਤਿੰਨ ਕ੍ਰਮਾਂ ਤੱਕ ਵਧਾ ਦਿੱਤਾ ਹੈ। ਆਧੁਨਿਕ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ 224 Gb/s ਤੱਕ 4-ਪੱਧਰੀ ਪਲਸ ਐਂਪਲੀਟਿਊਡ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ (PAM4) ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ PAM8 ਮਾਡਿਊਲੇਸ਼ਨ ਦੇ ਨਾਲ 300 Gb/s ਤੋਂ ਵੀ ਵੱਧ ਵੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ।

ਹਾਲਾਂਕਿ, ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਨੂੰ ਭੌਤਿਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਵਾਲੀਆਂ ਬੁਨਿਆਦੀ ਸੀਮਾਵਾਂ ਦਾ ਸਾਹਮਣਾ ਕਰਨਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਆਪਟੀਕਲ ਟ੍ਰਾਂਸਸੀਵਰਾਂ ਨੂੰ 200+ Gbaud ਤੋਂ ਵੱਧ ਦੇ ਬਾਉਡ ਰੇਟਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹਨਾਂ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੀ ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਮੰਗ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਸੀਮਾ ਸਿਲੀਕਾਨ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਗੁਣਾਂ ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ - ਕਾਫ਼ੀ ਚਾਲਕਤਾ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਰੌਸ਼ਨੀ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਤੋਂ ਬਚਣ ਦਾ ਸੰਤੁਲਨ ਅਟੱਲ ਵਪਾਰ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਉੱਭਰ ਰਹੀ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀ

ਰਵਾਇਤੀ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ ਨੇ ਵਿਕਲਪਕ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਅਤੇ ਏਕੀਕਰਣ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਵਿੱਚ ਖੋਜ ਨੂੰ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਥਿਨ ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਪੀੜ੍ਹੀ ਲਈ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਪਲੇਟਫਾਰਮਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈ।ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਬਲਕ ਲਿਥੀਅਮ ਨਾਈਓਬੇਟ ਦੀਆਂ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰੋ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ: ਚੌੜੀ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਖਿੜਕੀ, ਵੱਡੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਗੁਣਾਂਕ (r33 = 31 pm/V) ਰੇਖਿਕ ਸੈੱਲ ਕੇਰਸ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕਈ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਰੇਂਜਾਂ ਵਿੱਚ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।

ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਨਾਈਓਬੇਟ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਹਾਲੀਆ ਤਰੱਕੀ ਨੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਨਤੀਜੇ ਦਿੱਤੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ 260 Gbaud 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ ਜੋ ਪ੍ਰਤੀ ਚੈਨਲ 1.96 Tb/s ਦੀ ਡਾਟਾ ਦਰ ਨਾਲ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਦੇ ਵਿਲੱਖਣ ਫਾਇਦੇ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ CMOS-ਅਨੁਕੂਲ ਡਰਾਈਵ ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ 100 GHz ਦੀ 3-dB ਬੈਂਡਵਿਡਥ।

ਉੱਭਰ ਰਹੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ

ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਆਪਟਿਕ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਕਈ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਭਰ ਰਹੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਨਾਲ ਨੇੜਿਓਂ ਜੁੜਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਆਰਟੀਫੀਸ਼ੀਅਲ ਇੰਟੈਲੀਜੈਂਸ ਅਤੇ ਡੇਟਾ ਸੈਂਟਰਾਂ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ,ਹਾਈ-ਸਪੀਡ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਇੰਟਰਕਨੈਕਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਨ, ਅਤੇ AI ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ 800G ਅਤੇ 1.6T ਪਲੱਗੇਬਲ ਟ੍ਰਾਂਸਸੀਵਰਾਂ ਦੀ ਮੰਗ ਨੂੰ ਵਧਾ ਰਹੀਆਂ ਹਨ। ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਇਹਨਾਂ 'ਤੇ ਵੀ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ: ਕੁਆਂਟਮ ਜਾਣਕਾਰੀ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਨਿਊਰੋਮੋਰਫਿਕ ਕੰਪਿਊਟਿੰਗ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਮੋਡਿਊਲੇਟਿਡ ਕੰਟੀਨਿਊਅਸ ਵੇਵ (FMCW) ਲਿਡਰ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀ

ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਪਤਲੇ ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਆਪਟੀਕਲ ਕੰਪਿਊਟੇਸ਼ਨਲ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਇੰਜਣਾਂ ਵਿੱਚ ਤਾਕਤ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਤੇਜ਼ ਘੱਟ-ਪਾਵਰ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਮਸ਼ੀਨ ਸਿਖਲਾਈ ਅਤੇ ਆਰਟੀਫੀਸ਼ੀਅਲ ਇੰਟੈਲੀਜੈਂਸ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਅਜਿਹੇ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਵੀ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਸੁਪਰਕੰਡਕਟਿੰਗ ਲਾਈਨਾਂ ਵਿੱਚ ਕੁਆਂਟਮ-ਕਲਾਸੀਕਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਲਈ ਢੁਕਵੇਂ ਹਨ।

ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਆਪਟਿਕ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਕਈ ਵੱਡੀਆਂ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਦਾ ਸਾਹਮਣਾ ਕਰਨਾ ਪੈ ਰਿਹਾ ਹੈ: ਉਤਪਾਦਨ ਲਾਗਤ ਅਤੇ ਪੈਮਾਨਾ: ਪਤਲੇ-ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ 150 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਵੇਫਰ ਉਤਪਾਦਨ ਤੱਕ ਸੀਮਿਤ ਹਨ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਲਾਗਤ ਵੱਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਉਦਯੋਗ ਨੂੰ ਫਿਲਮ ਇਕਸਾਰਤਾ ਅਤੇ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ ਵੇਫਰ ਦੇ ਆਕਾਰ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਹੈ। ਏਕੀਕਰਣ ਅਤੇ ਸਹਿ-ਡਿਜ਼ਾਈਨ: ਦਾ ਸਫਲ ਵਿਕਾਸਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਵਿਆਪਕ ਸਹਿ-ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਚਿੱਪ ਡਿਜ਼ਾਈਨਰਾਂ, EDA ਸਪਲਾਇਰਾਂ, ਫਾਊਂਟਸ ਅਤੇ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਮਾਹਿਰਾਂ ਦਾ ਸਹਿਯੋਗ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਨਿਰਮਾਣ ਜਟਿਲਤਾ: ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਉੱਨਤ CMOS ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਸਥਿਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਅਤੇ ਉਪਜ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮੁਹਾਰਤ ਅਤੇ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਏਆਈ ਬੂਮ ਅਤੇ ਭੂ-ਰਾਜਨੀਤਿਕ ਕਾਰਕਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰੇਰਿਤ, ਇਸ ਖੇਤਰ ਨੂੰ ਦੁਨੀਆ ਭਰ ਦੀਆਂ ਸਰਕਾਰਾਂ, ਉਦਯੋਗ ਅਤੇ ਨਿੱਜੀ ਖੇਤਰ ਤੋਂ ਵੱਧ ਨਿਵੇਸ਼ ਮਿਲ ਰਿਹਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਅਕਾਦਮਿਕ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗ ਵਿਚਕਾਰ ਸਹਿਯੋਗ ਲਈ ਨਵੇਂ ਮੌਕੇ ਪੈਦਾ ਹੋ ਰਹੇ ਹਨ ਅਤੇ ਨਵੀਨਤਾ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕਰਨ ਦਾ ਵਾਅਦਾ ਕੀਤਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ।