将电信号转换为光信号的调制器可以实现更快的无线数据传输。
微波频率的无线传输对于高数据速率传输应用非常重要，例如移动电话网络，卫星链路和远程成像。现在，来自新加坡A * STAR微电子研究所的Xianshu Luo及其同事研究了不同的硅调制器设计，可实现从电信号到光信号的快速数据转换。
微波光子网络中的关键部件是调制器，其将电信号转换为光信号。“微波光子系统的性能依赖于这种转换的质量，这取决于损耗，噪声和信号失真等因素，”罗解释说。由于调制器是光学元件和硅基电子元件之间的桥梁，因此它应该在硅芯片上制造。
研究人员根据半导体电子学的标准规范制造了调制器。典型的调制器包括两个用于光的小通道 - 所谓的波导 - 蚀刻到硅芯片中(见图)。光被送入芯片上的波导，然后分成两部分;当这两个光束重新组合时发生调制。如果通过一个通道的光与另一个通道相比稍微延迟，则来自两个光束的信号将相互抵消或相互加强。该属性用于生成用于数字传输的'0'和'1'信号。
在硅调制器中，通过施加无线电信号来延迟一个波导中的光传输，这导致电荷被添加到波导周围的材料或从波导周围的材料移除。这种电荷的增加或减少改变了硅的光学性质。
基于添加或移除电荷的调制器具有不同的属性。虽然电荷载流子的初始注入 - 可自由移动的电荷 - 在基于增加电荷的调制器中是快速的，但载流子复合需要时间，这会降低整体速度。移除电子载流子的调制器，减少非线性光学效应，在调制信号中经历较少的噪声。
这两种调制器的不同特性意味着它们适用于不同的应用，研究人员的实验有助于为这种选择提供信息。罗表示，这两种设计都具有快速的速度，被测设备的工作带宽约为10千兆赫。“最近我们已经证明了类似的调制器具有更高的带宽，高达28千兆赫兹，这意味着它们可以以更快的数据传输速率工作，”他说。