《单模光纤阵列能否降低共封装光学器件的成本和复杂性?》

  • 来源专题:光电信息技术
  • 编译者: 王靖娴
  • 发布时间:2025-06-23
  •  【内容概述】据光电汇6月22日报道,当前,外部激光源与芯片组之间普遍采用保偏光纤(PMF)阵列,以确保硅光子器件光学性能所需的稳定偏振态。尽管保偏光纤具备偏振控制能力强的优势,但其高精度对准要求推高了制造复杂度,显著增加了封装成本。为此,英伟达(Nvidia)的Mehta及其团队提出了一种替代方案:用单模光纤(SMF)阵列取代保偏光纤,在不牺牲系统性能的前提下可降低成本与复杂度。

      该方案最核心的设计是“两级偏振跟踪电路”。研究核心在于证明:无需复杂或特殊的光子电路,仅通过简单设计就能替代保偏光纤,大幅节省封装成本。该方案面临的关键挑战在于:尽管单模光纤替代保偏光纤降低了连接器组装成本,但会在发射器输入端引入偏振不确定性。团队通过偏振跟踪光子电路解决了这一问题,而核心难点在于最小化其功率开销。此外,单模光纤需要特定类型的光输入/输出(I/O),这类I/O通常比传统方案插入损耗更高,进一步增加了光子链路的预算压力。因此,控制综合成本成为关键——否则单模光纤带来的成本与性能优势可能被抵消。

      近期,该团队展示了测试芯片的实验结果,验证了方案的可行性,并对基于保偏光纤和单模光纤的架构进行了详细的成本-性能分析。其中一款实验测试芯片 设计了一种光子电路,用于解决在光发射器输入端用标准单模光纤替代保偏光纤时,引入的偏振不确定性问题,通过利用光纤部署中的受控屏蔽环境,该电路旨在最小化电功率消耗开销。

      这一突破不仅为高速计算领域提供了更经济的光互连方案,更揭示了硅光子学与传统光纤技术融合的潜力。随着AI与量子计算对带宽需求的指数级增长,共封装光学中“去PMF化”的趋势或将重新定义光电子封装的技术标准,推动数据中心架构向更高效、更经济的方向演进。

  • 原文来源:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI2NDI4MTY3OA==&mid=2247966315&idx=1&sn=cc9592de25c3b31712eb2b9cc6a03ca8&scene=0#wechat_redirect
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