Des chercheurs américains réalisent une interconnexion optique VCSEL à 138 Gbps à basse température

fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign ont présenté une technologie d’interconnexion optique à grande vitesse basée sur des lasers à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL), fonctionnant à basse température. Cette technologie permet d’atteindre des débits de données allant jusqu’à 138 Gbps par canal tout en réduisant les fuites thermiques et la consommation d’énergie des réseaux de plan focal infrarouge (FPA). Les résultats de cette recherche, publiés dans IEEE Photonics Technology Letters, répondent à un défi clé des systèmes d’imagerie cryogénique de nouvelle génération : les interconnexions en cuivre traditionnelles introduisent une chaleur indésirable dans les détecteurs sensibles.

Les FPA cryogéniques modernes améliorent constamment leur résolution, leur sensibilité et leur vitesse d’imagerie, ce qui porte le débit total de données à plus de 100 Gbps. Les interconnexions électriques traditionnelles nécessitent un grand nombre de connexions en cuivre, qui conduisent la chaleur vers les composants du capteur cryogénique, augmentant ainsi le bruit du détecteur et les besoins en refroidissement. L’équipe de recherche a évalué des liaisons optiques VCSEL fonctionnant à des températures comprises entre 77 kelvins (-196 °C) et 120 kelvins (-153 °C), démontrant une bande passante de modulation supérieure à 50 GHz avec des courants de polarisation inférieurs à 4 mA. Ces dispositifs ont réussi à transmettre des signaux PAM-4 à 112 Gbps et à étendre le débit par canal à 138 Gbps, avec des valeurs TDECQ mesurées de 3,42 dB à 77 K et de 4,15 dB à 120 K, toutes deux conformes aux spécifications applicables de la norme IEEE pour les communications par fibre multimode à courte distance.

Les chercheurs ont également estimé l’efficacité énergétique, à environ 68 femtojoules par bit à 77 K et 60 femtojoules par bit à 120 K, indiquant que les liaisons VCSEL cryogéniques peuvent répondre aux besoins en bande passante des systèmes d’imagerie infrarouge avancés tout en réduisant la charge thermique et la consommation d’énergie. Cette étude suggère que les interconnexions optiques pourraient constituer une alternative pratique aux interconnexions en cuivre pour les futurs capteurs cryogéniques utilisés dans la défense, les instruments scientifiques, l’astronomie et d’autres applications d’imagerie haute performance.

« Ces résultats montrent que les liaisons optiques VCSEL cryogéniques peuvent constituer une solution prometteuse et économique pour répondre aux besoins de communication à haut débit des FPA », a déclaré Liu.