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NTT研发出新型超紧凑半导体激光器 能耗世界最低

2013-05-29 13:54
汉水狂客
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  ——日本电报电话(NTT)公司近日研发出一种超紧凑型半导体激光器(LEAP激光器),这一技术可提供10-Gbit/s的数据传输服务,且能耗量为世界最低。其1比特(1-bit)数据传输的能耗为5.5 fJ,比传统半导体激光器的十分之一还低。

  ICT设备中的微处理器(例如服务器和路由器)的能耗量通常都很大,而使用此激光器的光互连技术将可以降低微处理器约40%的能耗,从而可以取代当前微处理器之间的数据传输电气互连技术。

  FTTH和智能手机等宽带服务的爆发式扩张,将使网络流量在2025年时增加200倍以上。随着云计算和超级计算机技术的发展,数据处理速度和计算机吞吐量的增加将大大增加ICT相关设备的能耗。据预计,至2025年ICT相关设备的总能耗将增加五倍(图1)。

图1 ICT相关设备能耗

  NTT实验室一直致力于通过降低微处理器(MPU)的能耗来寻求解决ICT设备高能耗和发热问题的根本解决方案,这是因为MPU的耗能量占据了这一设备能耗的最大比例。NTT实验室已针对MPU芯片外、芯片上的光互连开发出相应的光纤数据传输技术(图2)。

图2 CMOS能耗

  该实验室开发出的LEAP激光器(图3)可实现电流注入光子晶体激光器的第一次连续波操作,其室温(20°C-30°C)下的阈值电流为390微安培。要在MPU之间部署这一激光器用于光纤互连,首要问题是如何减少阈值电流以实现超低能耗。另一项难题则如何在ICT设备的环境温度(80°C)下实现这一操作。

图3 LEAP激光器的结构与功能

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