超越5G：新型光调制器的运行速度是当前设备的10倍！

九州大学的研究人员成功研制出一种超高速光调制器，其运行速度是现有设备的 10 倍以上。这种调制器的制造得益于研究小组开发的一种新方法，这种方法使他们能够在硅基板上生长铁电晶体薄膜。

光通信技术是现代互联网的基石。数千公里的光缆铺设在全球各地，为我们的现代数字时代提供所需的数据。数据的传输是通过光来完成的，因此需要能够在远距离之间容纳光的光纤材料。

光纤流量逐年快速增长，对能够更快传输数据的设备和系统的需求也与日俱增。九州大学材料化学与工程研究所的 Shiyoshi Yokoyama 教授解释说：“被称为光调制器的设备对未来至关重要。光调制器是帮助光纤产生高速信号的设备。它们可以利用电信号转换或改变光的强度、相位或频率等。”

实现超高速光数据传输的最大障碍之一是找到能够提供这种速度的合适材料。如今，人们正在用半导体、无机晶体甚至聚合物制造光调制器。横山和他的团队重点研究了一种名为铁电晶体的材料，这是一种能自发产生电极化的材料。

Yokoyama 继续说：“这种材料具有很高的电光效应，是光学调制器的主要候选材料。然而，要将它们制成光学设备所需的薄膜却一直很困难。值得庆幸的是，我们的团队开发出了一种有助于在硅薄膜上生长铁电晶体的方法。”

该团队将这种材料命名为 PLZT，并将其开发成一个长度为2.5毫米的光学调制器。经过测试，他们发现这种新型铁电调制器的调制速率高达 170 Gbps，比现有设备高出 10 倍，而且使用四级脉冲调制，传输速率超过 300 Gbps。

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研究团队开发的 PLZT 光调制器

该团队希望他们的研究能用于未来的光网络传输技术，并支持未来的 6G 技术和光量子计算机。

Yokoyama总结道：“光纤通信对更高数据速度的需求将继续增长，数据中心将需要更高密度的信号传输和处理。我希望我们的新型光调制器能为这个不断发展的行业做出贡献。”

相关链接：https://dx.doi.org/10.1038/s43246-024-00558-5