Data-mərkəzlərdə generativ AI və digər ağır yüklü xidmətlər artdıqca, optik rabitədə hər millivatt əhəmiyyət kəsb edir. Burada silikon fotonika və onun ayrılmaz hissəsi olan optik izolyatorlar ön plana çıxır.
Problem: yüksək temperatur, həssas çip
Optik dövrələrdə lazerə geri əks olunan işıq stabilliyi pozur. Optik izolyator işığın yalnız bir istiqamətdə keçməsinə imkan verərək bu effekti azaldır. Bunun üçün adətən maqneto-optik qranat kristalı istifadə olunur və o, lazımi maqneto-optik xassələri qazanmaq üçün təxminən 600°C və yuxarı temperaturda qızdırılmalıdır.
Klassik yanaşmada bütün çip sobalarda qızdırılır. Lakin bu temperaturda elektrodlar, metalllaşdırma və kontaktlar zədələnə bilər, bu da Co-Packaged Optics (CPO) kimi sıx inteqrasiya olunmuş paketlər üçün qəbuledilməzdir.
Həll: lokal lazer qızdırma
Kyocera və Tohoku Universitetinin RIEC institutu lazer qızdırma (laser annealing) əsasında monolit inteqrasiya texnologiyası hazırlayıb. Burada yaxın infraqırmızı lazer şüası yalnız təxminən 700 × 700 μm ölçülü optik izolyator sahəsinə yönəldilir. Bu sahədəki maqneto-optik qranat təbəqəsi kristallaşır, ətrafdakı silikon dalğaötürücülər və elektrodlar isə yüksək temperatur görmür.
Tədqiqatçılar bu üsulla işıq interferensiyasına əsaslanan bir qurğu hazırlayıb və onu izolyator kimi sınaqdan keçiriblər. Nəticədə optik rabitə dalğa uzunluqları diapazonunda 13,6 dB izolyasiya nisbəti əldə edilib – bu, geri əks olunan işığın təxminən %95 azaldılması deməkdir. Elektron mikroskopiya kristallaşmanın məhz lazerlə işıqlandırılan sahədə baş verdiyini təsdiqləyib.
Növbəti mərhələ: kommersiyalaşdırma
Komanda indi optik itkilərin azaldılması, səmərəliliyin artırılması və kütləvi istehsal üçün məhsuldarlığın yüksəldilməsi üzərində işləyir. Belə inteqrasiya olunmuş izolyatorlar gələcəkdə daha səmərəli optik transceiver‑lər və enerji baxımından qənaətli data‑mərkəzlər üçün baza ola bilər.
Mənbə: Phys.org
