IBM skompletował podzespoły do budowy układów fotonicznych

Technologia optycznej transmisji danych istnieje nie od dzisiaj, ale jest stosowana głównie do komunikacji na większych odległościach – zwykle w sieciach telekomunikacyjnych i komputerowych. Systemy optyczne zdałyby egzamin również w komunikacji między poszczególnymi elementami półprzewodnikowymi na jednej płytce krzemowej lub nawet w obrębie pojedynczego chipa, o ile dysponowano by podzespołami niezbędnymi do budowy optycznych linii transmisyjnych.

Naukowcy z działu badawczego koncernu IBM informują, że skonstruowali kluczowy składnik przyszłych układów fotonicznych: niskonapięciowy fotodetektor półprzewodnikowy. Chodzi o wyjątkowo szybką i małą fotodiodę lawinową (APD), która pracuje przy niskim napięciu (na poziomie 1,5 V) i może być wbudowywana do modułów wytwarzanych w standardowej technologii CMOS.

Właściwości nowego detektora germanowego opisuje artykuł zamieszczony w magazynie "Nature". Dowiadujemy się zeń, że przy napięciu wstecznym rzędu 1,5 V szybkość przełączania elementu przekracza 30 GHz, a przy większym napięciu są jeszcze wyższa. Dla porównania detektor APD zademonstrowany przez Intela w 2008 roku osiągał maksymalne pole wzmocnienia (gain-bandwidth product, GBW)
dopiero przy typowym dla tego rodzaju elementów napięciu wynoszącym 25–3. V. Swego czasu uczeni pracujący dla Intela zapowiedzieli znaczne obniżenie wstępnego napięcia polaryzacji niezbędnego do działania fotodetektora APD.

Zespół IBM-a pochwalił się, że koncern zdołał właśnie skompletować zestaw narzędzi przeznaczonych dla projektantów układów fotonicznych. Od grudnia 2006 roku firma dysponuje optyczną linią opóźniającą (do buforowania sygnałów świetlnych), od grudnia 200. roku ma elektrooptyczny modulator (układ Macha–Zehndera), a od marca 2008 roku nanofotoniczny przełącznik. Można już zatem przystąpić do projektowania chipów wykorzystujących wewnętrzną komunikację optyczną. Całość da się umieścić na przykład w dodatkowej warstwie półprzewodnika.

Również inne zespoły badawcze pracują nad fotonicznymi blokami funkcyjnymi. Intel zaprezentował w 2006 roku hybrydowy laser krzemowy, a fizycy z Boston College pokazali w 2007 roku prototyp nanoświatłowodu. Ponadto w ubiegłym roku europejska grupa ośrodków badawczych przedstawiła hybrydowy optyczny demultiplekser CMOS.