Inverse-designed multi-dimensional silicon photonic transmitters

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作者
Ki Youl Yang,Alexander J. White,Farshid Ashtiani,Hao Song,Lin Chang,Kaiheng Zou,Huibin Zhou,Kai Pang,Andrew M. Netherton,Geun Ho Ahn,Jinhie Skarda,Melissa A. Guidry,Logan Su,Dries Vercruysse,Jean-Philippe W. MacLean,Shahriar Aghaeimeibodi,David Miller,John E. Bowers,Alan E. Willner,Firooz Aflatouni,Jelena Vuckovic
出处
期刊:arXiv: Applied Physics 被引量:3
摘要

Modern microelectronic processors have migrated towards parallel computing architectures with many-core processors. However, such expansion comes with diminishing returns exacted by the high cost of data movement between individual processors. The use of optical interconnects has burgeoned as a promising technology that can address the limits of this data transfer. While recent pushes to enhance optical communication have focused on developing wavelength-division multiplexing technology, this approach will eventually saturate the usable bandwidth, and new dimensions of data transfer will be paramount to fulfill the ever-growing need for speed. Here we demonstrate an integrated intra- and inter-chip multi-dimensional communication scheme enabled by photonic inverse design. Using broad-band inverse-designed mode-division multiplexers, we combine wavelength- and mode- multiplexing of data at a rate exceeding terabit-per-second. Crucially, as we take advantage of an orthogonal optical basis, our approach is inherently scalable to a multiplicative enhancement over the current state of the art.

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