硅基15个可调基本单元(TBU)的6x6三角形排列[图1a] 硅基9个TBU的4x4三角形排列[图1b] 硅基88-MZI梯形排列[图1e]
基于氮化硅光电子的7个TBU的2单元方形拓扑[图2a] 基于硅基光电子的30个TBU的7单元六角形拓扑[图2b] 基于氮化硅光电子的40个TBU的10单元六角形拓扑[图2c]
累积损耗:总损耗随着穿过的TBU数量增加而增加。例如,每个TBU损耗0.2 dB时,10 dB总损耗预算限制最大路径长度约为50个TBU。 占用面积:芯片面积限制了可以集成的最大TBU数量。当前设计限制在约20-400 mm2范围内。 功耗:总功耗随着活跃TBU数量增加而增加。热调谐通常每个TBU需要10-30 mW。 电气布线:对于大规模集成,连接每个TBU的电信号变得具有挑战性。需要多层布线。 TBU性能:单个TBU的插入损耗、串扰和调谐精度影响整体系统性能。
波导变化:制造缺陷导致波导几何形状和有效折射率偏差。 温度漂移:环境温度变化和致动器之间的热串扰影响相位。 驱动信号漂移:电驱动器的精度有限和噪声导致相位误差。 器件非理想性:TBU中不完美的分束比、相位控制和损耗在线路中累积。
处理单元(PU):运行算法确定最佳线路配置 多通道电子驱动阵列(MEDA):为致动器提供电信号 多通道电子监控阵列(MEMA):读取各点的光功率
表征:映射每个TBU的响应 线路合成:确定所需功能的TBU设置的算法 优化:改进性能和补偿误差的迭代方法 自动布线:为给定规格找到通过网格的最佳路径
配置12-TBU环形谐振器(配置1) 重构为4-TBU马赫-曾德干涉仪(配置2) 6-TBU环和2-TBU MZI同时操作(配置3)
扩展:集成更多TBU(>1000),同时管理损耗和功耗 改进TBU:降低单个单元的插入损耗、串扰和功耗 新型调谐机制:探索热光调谐的替代方案,实现更快、更高效的操作 高级控制:实施机器学习和自适应算法以实现稳健操作 混合架构:将可编程网格与专用高性能构建模块相结合
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