Фазовые модуляторы могут перегруппировывать несколько бит информации в меньшее количество символов или пакетов, уменьшая общий размер или спектральную ширину. Чем меньше спектральная ширина, тем должна быть выше эффективность передачи данных, однако из-за естественных ограничений она достигает предела в кремниевых устройствах. Таким образом, индустрия испытывает необходимость в инновационных решениях, позволяющих преодолеть разрыв между ростом потребности в данных и недостаточной эффективностью их передачи.

Совместными усилиями участников европейского проекта Graphene Flagship Partners из Национального межуниверситетского телекоммуникационного консорциума (Италия), бельгийского центра нанотехнологий IMEC и Кембриджского университета (Великобритания) создан и протестирован фазовый модулятор на основе графена, превосходящий по характеристикам существующие кремниевые аналоги.

Учёные вырастили небольшой фрагмент графена методом химического осаждения из газовой фазы и нанесли его сверху на платформу кремниевой фотоники. Благодаря такому сочетанию фазовый модулятор смог работать а любой длине волны и со спектральной эффективностью в десять раз больше, чем у лучших кремниевых модуляторов.

Новый гибридный модулятор также характеризуется уменьшенными оптическими потерями, сниженным потреблением энергии и безошибочными битовыми операциями при дальности передачи до 50 км. Дальнейшая оптимизация процессов и геометрии устройства позволит ему сравняться по радиочастотной пропускной способности с высокоуровневыми существующими модуляторами.

Следующим важным шагом к прикладному использованию данного устройства должна стать его интеграция в схемы КМОП масштаба промышленных заготовок. Эта задача уже возложена на ведущие исследовательские центры и компании Европы, задействованные в инициативе Graphene Flagship.