随着光纤连接网络建设与数据中心普及化,GPU及周边开关芯片、不同数据中心之间的巨量数据高速搬移也变得重要,中央大学电机系许晋玮教授团队对此开发新颖VCSEL光源,传输表现可达40 GHz调制带宽。
目前NVIDIA的AI机柜所需数据流量已超过全世界以太网络数据流量,具有低功耗、超高速、可和IC芯片高密度共同封装的激光光源也成为重要发展趋势,激光光源与光纤结合可取代笨重且高损耗的高频电缆线,并使AI机柜的电力消耗量大幅下降。
如何有效处理高速激光加上光纤的光学信道带宽,便成为降低下时代AI高速数据连接电力消耗的重要课题。
在国科会支持下,中央大学电机系许晋玮教授团队成功开发出新颖“单模、超高速、低能耗垂直共振腔面射型激光(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)”,此技术突破传统VCSEL光源速度(40 GHz)与单模输出功率(-5mW)限制,激光组件与单模光纤结合后,在不外加任何数字信号处理前提下,能完成850 nm波长的40 GHz调制带宽,及5.2 km x Gbit/sec的世界最高光纤传输距离x数据量乘积。
团队以独家锌扩散结构专利带来新颖单模VCSEL核心技术,与传统单模VCSEL不同之处在于改变发光孔径形状,这种几何结构可大幅提升单模VCSEL的输出功率和操作速度。
锌扩散VCSEL结构早已于国内VCSEL芯片制造商大量生产,并应用在智能手机近距离传感模块光源,目前团队正和国内VCSEL芯片制造商洽谈技转与量产,未来在AI光连接市场的应用应该指日可待。
有关该组件完整的技术内容已发表在《IEEE量子电子学选题期刊》。
(首图仅为示意图,来源:pixabay)