Многоцелевой процессорный ядро для сигналов на кремниевой фотонике

Интегрированная фотоника изменяет законы масштабирования информационно-коммуникационных систем, предлагая архитектурные решения, которые комбинируют фотонику и электронику для оптимизации производительности, энергопотребления, занимаемой площади и стоимости. Приборо- или приложенчески-специфичные фотонические интегральные схемы, в которых отдельные схемы/кристаллы разрабатываются для оптимального выполнения конкретных функций, требуют значительного числа итераций проектирования и изготовления, что ведет к длительным срокам разработки. Другой подход, вдохновленный электронными программируемыми логическими матрицами (FPGA), — программируемый фотонный процессор, где общее аппаратное обеспечение, реализованное в виде двумерной сетки фотонных волноводов, обеспечивает разные функции посредством программирования. В настоящей работе мы сообщаем демонстрацию такой перенастраиваемой волноводной сетки на кремнии. Мы демонстрируем более 20 различных функций с простой структурой из семи шестиугольных ячеек, которая может быть применена в областях, включая коммуникации, химическую и биомедицинскую сенсорику, обработку сигналов, мультипроцессорные сети и квантовые информационные системы. Наша работа представляет важный шаг на пути к этой парадигме. Сегодня интегрированные оптические схемы, как правило, разрабатываются для нескольких специальных функций и требуют сложных процедур проектирования и разработки. Здесь авторы демонстрируют перенастраиваемую, но простую кремниевую волноводную сетку с различными функциональными возможностями.