Модуляторы из ниобата лития (LN-модуляторы) преобразуют электронные данные в световые сигналы для волоконной оптики и образуют становой хребет современных телекоммуникаций.

Их значимость не отменяет их недостатков: LN-модуляторы занимают много места, дорого стоят и потребляют уйму энергии. Рабочее напряжение для них (3–5 В) значительно выше того, что могут обеспечить типичные схемы КМОП (~1 В). Необходимость в дополнительных усилителях существенно усложняет интеграцию оптоэлектроники на уровне чипов.

Исследователи из гарвардской Школы инженерных и прикладных наук (SEAS) рассказали в журнале Nature о разработанном ими новом методе, с помощью которого модуляторы можно делать в 100 раз более компактными и в 20 — более эффективными, чем сегодняшние LN-модуляторы.

«Мы показали, что, интегрируя ниобат лития в небольшой чип, управляющее напряжение можно снизить до уровня, совместимого с КМОП, — говорит соавтор статьи, Чен Ван (Cheng Wang). — Примечательно, что эти крошечные модуляторы могут также поддерживать скорость передачи данных до 210 Гб/с».

Объединив эту технику со специально сконструированными электрическими компонентами, исследователи могут разрабатывать и изготавливать быстродействующие встраиваемые модуляторы. Представленная платформа может привести к созданию крупномасштабных, очень быстрых и экономичных схем фотоники для будущих квантовых и классических коммуникаций и вычислений.

Гарвардский офис технологического развития вместе с Loncar Lab готовит создание стартапа HyperLight, который будет заниматься вопросами коммерческого использования интеллектуальной собственности, связанной с этим исследованием.