В Университете Васэда показали передатчик без изолятора с модуляцией до 180 Гбит/с

Исследователи Университета Васэда (Япония) совместно с компанией Sumitomo Osaka Cement и Национальным институтом информационных и коммуникационных технологий (NICT) экспериментально продемонстрировали кремниево-фотонный передатчик, работающий без оптического изолятора. Работа под руководством профессора Томохиро Кита опубликована 7 октября 2026 года в Journal of Lightwave Technology. Устройство сочетает перестраиваемый по длине волны лазер с внешним резонатором на нитриде кремния (SiN) и модулятор на тонкоплёночном ниобате лития (TFLN) и обеспечивает крупносигнальную модуляцию интенсивности до 180 Гбит/с doi.orgJournal of Lightwave Technologydoi.orgОткрыть источник ↗.

Зачем обычно нужен изолятор

Если лазер и модулятор выполнены на разных платформах, модулятор может отражать свет обратно в лазер. Такие отражения способны дестабилизировать лазер и нарушить передачу данных. В обычных системах встречный свет блокируют оптическими изоляторами.

Спектральное согласование лазера и модулятора

Лазер состоит из полупроводникового усилительного кристалла и кремниево-фотонной схемы с двумя кольцевыми резонаторами на SiN. Кольца образуют фильтр Вернье, который выбирает длину волны генерации. В модуляторе на TFLN есть асимметричный интерферометр Маха — Цендера (AMZI), пропускание которого зависит от длины волны. Авторы спроектировали отклик AMZI совместно с откликом фильтра Вернье, чтобы сформировать зависящую от длины волны обратную связь, возвращающуюся в лазер doi.orgJournal of Lightwave Technologydoi.orgОткрыть источник ↗.

По словам авторов, такая межплатформенная схема подавляет боковые моды, вызванные фильтром Вернье, и даёт устойчивую одномодовую генерацию без изолятора doi.orgJournal of Lightwave Technologydoi.orgОткрыть источник ↗. Платформы соединены торцевой стыковкой со спотсайз-конверторами. Модулятор использует бегущую волну в электродах с ёмкостной нагрузкой; по сообщению авторов, это обеспечивает быструю электрооптическую модуляцию и ограничивает отражения в резонатор лазера doi.orgJournal of Lightwave Technologydoi.orgОткрыть источник ↗.

Измеренные параметры

Измерения частотного шума показали ширину линии по белому шуму 14,41 кГц без температурной стабилизации doi.orgJournal of Lightwave Technologydoi.orgОткрыть источник ↗. Передача на 180 Гбит/с — максимальная скорость, исследованная в эксперименте; по результатам испытаний оптические сигналы оставались различимыми. В пресс-релизе университета также указан рабочий диапазон длин волн около 67 нм.

Кита заявил, что технология актуальна для высокоёмких оптических линий между дата-центрами, а широкая перестройка по длине волны подходит для волнового уплотнения, при котором несколько каналов на разных длинах волн передаются по одному волокну. Приведённые результаты получены в лабораторной демонстрации архитектуры передатчика.