Оптический волновод соединил две микросхемы

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (ФРГ), возглавляемые профессором Кристианом Коосом, успешно связали две полупроводниковые микросхемы при помощи оптического волновода, что позволило добиться скорости передачи данных в несколько терабит в секунду.

Среди прочего, энергоэффективность такой оптической коммуникации оказалась значительно выше традиционных шин.

Схема создания экспериментальной оптической коммуникации и внешний вид устройства (иллюстрации N. Lindenmann, G. Balthasar).

Нынешние оптические излучатели, интегрированные в полупроводниковые микросхемы, без сомнения, имеют определённые достижения. А вот оптическая коммуникация между двумя микросхемами долгое время была камнем преткновения. Как добиться такой точности соединения двух микросхем оптическим волноводом, чтобы взаимодействие между ними ничем не ограничивалось? Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали метод трёхмерного структурирования пластикового волновода, используя двухфотонную полимеризацию.

Двухфотонная полимеризация — это лазерный метод изготовления трёхмерных структур из пластика по заранее разработанной модели; обеспечиваемое при этом разрешение достигает 100 нм. В качестве материалов используются мономеры, поглощающие в УФ и прозрачные в спектральном диапазоне (700–800 нм). Поэтому только поглощение одновременно двух фотонов в небольшой области фокусировки лазерного пучка может начать процесс полимеризации. Метод позволяет создавать заранее смоделированные 3D-структуры путём прямой лазерной «печати» в объёме раствора мономера. Благодаря нелинейной природе двухфотонной полимеризации и контролю энергии лазерного импульса (а также числа таких импульсов) вполне можно достичь разрешения ниже дифракционного предела.

Конкретная лазерная литографическая система, применённая исследователями, была изготовлена немецкой же компанией Nanoscribe.

Часто используемые для иллюстрации двухфотонной технологии образцы миниатюрных фигурок дракона (40 мкм) и ветряка (1 500 мкм) (фото А. Ostendorf, B. N. Chochkov).

Готовый волновод передавал данные между двумя микросхемами со скоростью выше 5 Тбит/с уже в первых опытах. Открывает ли это необходимые перспективы для нового типа межмикросхемной коммуникации в сложных системах оптических излучателей и приёмников, покажут только время и практика.

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Optics Express, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Phys.Org.