德國和瑞士科學(xué)家聯(lián)合研發(fā)用于芯片間數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈⑿凸怆娦盘?hào)轉(zhuǎn)換器。實(shí)現(xiàn)芯片間高速、低能耗數(shù)據(jù)傳輸關(guān)鍵單元是光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，馬赫 - 策德爾調(diào)制器(Mach-Zehnder-Modulator，MZM)是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

德國卡爾斯魯厄技術(shù)研究院(KIT)和瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)(ETH)的科研人員合作，研制出一種微型等離子體馬赫-策德爾調(diào)制器，長(zhǎng)度只有12.5微米，相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的1/10，能將數(shù)字電信號(hào)以每秒108千兆(Gigabite)的速率轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，性能超越當(dāng)前的同類器件。這種微型等離子體馬赫 - 策德爾調(diào)制器具有兩個(gè)“臂”，其中各有一個(gè)光電轉(zhuǎn)換調(diào)制器單元，它們是一種金屬-絕緣體-金屬波導(dǎo)，上有80納米寬的縫隙，波導(dǎo)腔內(nèi)充填了光電有機(jī)物，波導(dǎo)壁上鍍有黃金，形成電極，在其上加以用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的電壓信號(hào)后，波導(dǎo)內(nèi)光電有機(jī)物的折射率會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)變化，波導(dǎo)及由硅制成的耦合器引導(dǎo)光束分成兩路進(jìn)入和離開縫隙，在波導(dǎo)的縫隙中激發(fā)出表面電磁波，即所謂的表面等離子體，這種電磁波也受到施加在兩個(gè)單元的電極上電信號(hào)的調(diào)制，兩路光束經(jīng)過縫隙后再次重合，最終獲得的光束其強(qiáng)度已經(jīng)過數(shù)字信號(hào)的編碼調(diào)制，實(shí)現(xiàn)了光電信號(hào)間的轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)中，在寬帶光纖的光波頻譜(波長(zhǎng)1500-1600納米)和電磁波頻率70千兆赫下實(shí)現(xiàn)了傳輸速率達(dá)每秒108千兆的穩(wěn)定可靠數(shù)據(jù)傳輸。這種光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器件可用目前常規(guī)的CMOS工藝制造，與目前常用的芯片的兼容性更好。

該成果是德國卡爾斯魯厄技術(shù)研究院(KIT)和瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)(ETH)合作開展的歐盟科研計(jì)劃項(xiàng)目NAVOLCHI(Nano Scale Disruptive Silicon-Plasmonic Platform for Chip-to-Chip Interconnection)的階段性成果。