Optische modules: de toekomst van informatieoverdracht, bent u klaar om de uitdagingen aan te gaan?

Met de komst van het digitale tijdperk groeit de vraag naar snelheid en capaciteit voor informatieoverdracht met de dag. Als een snelle datatransmissiemethode met hoge bandbreedte wordt optische communicatie geleidelijk mainstream. In optische communicatiesystemen optische zenderontvanger zijn een van de belangrijkste componenten. Ze kunnen elektrische signalen omzetten in optische signalen, of optische signalen omzetten in elektrische signalen, waardoor een naadloze verbinding tussen elektronica en fotonen wordt bereikt.

De halfgeleiderlaser is een van de kerncomponenten van de optische transceiver. De stabiliteit, het uitgangsvermogen en de modulatiesnelheid hebben rechtstreeks invloed op de prestaties van de optische module. Met de voortdurende vooruitgang van halfgeleiderproces- en materiaaltechnologie zijn de prestaties van halfgeleiderlasers aanzienlijk verbeterd. Traditionele halfgeleiderlasers omvatten voornamelijk DFB-lasers (gedistribueerde reflectie) en VCSEL (oppervlakte-emitterende lasers met verticale holte). DFB-laser heeft de voordelen van een smalle spectrumbreedte, hoog vermogen en hoge modulatiebandbreedte, en is geschikt voor optische communicatiesystemen over lange afstanden. VCSEL-lasers hebben de kenmerken van lage kosten, laag stroomverbruik en snelle modulatie, en worden veel gebruikt op gebieden zoals optische communicatie over korte afstanden en datacenterverbindingen.

De modulator is een belangrijk onderdeel in de optische transceiver voor het moduleren van optische signalen, en de prestaties ervan hebben rechtstreeks invloed op de snelheid en bandbreedte van het optische communicatiesysteem. Momenteel omvatten gebruikelijke modulatietechnieken directe modulatie, externe modulatie en elektro-absorptiemodulatie. Directe modulatoren gebruiken gewoonlijk de directe modulatiekarakteristieken van halfgeleiderlasers om eenvoudige en efficiënte optische signaalmodulatie te bereiken, maar hun modulatiesnelheid is beperkt. De externe modulator gebruikt een externe modulator om de optische signaaluitvoer van de laser te moduleren, waardoor een hogere modulatiesnelheid en bandbreedte kan worden bereikt. De elektro-absorptiemodulator maakt gebruik van de elektro-absorptie-eigenschappen van halfgeleidermaterialen om optische signaalmodulatie te bereiken, met een hoge modulatiesnelheid en energie-efficiëntie.

Fotodetectoren zijn sleutelcomponenten in optische transceivers die worden gebruikt om optische signalen om te zetten in elektrische signalen. Hun prestaties hebben een directe invloed op de gevoeligheid en signaal-ruisverhouding van optische communicatiesystemen. Traditionele fotodetectoren omvatten voornamelijk PIN-fotodetectoren en APD-fotodetectoren (Avalanche Photodiode). PIN-fotodetectoren hebben de voordelen van eenvoud, stabiliteit en weinig ruis, en zijn geschikt voor de meeste optische communicatiesystemen. De APD-fotodetector maakt gebruik van het lawine-effect om de detectiegevoeligheid van optische signalen te verbeteren en is geschikt voor optische communicatiesystemen met laag vermogen over lange afstanden.

Verpakkings- en integratietechnologie zijn cruciale schakels in optische transceivers, die rechtstreeks van invloed zijn op de stabiliteit, betrouwbaarheid en kosteneffectiviteit van optische modules. Verpakkingstechnologie omvat voornamelijk het ontwerp van de verpakking, de bescherming en de warmteafvoer van optische componenten om stabiele prestaties en een betrouwbare werking op lange termijn van optische apparaten te garanderen. Integratietechnologie omvat de integratie en verbinding van verschillende componenten om miniaturisatie, multifunctionele en lage kosten van optische modules te bereiken. Met de voortdurende ontwikkeling van micro-nanotechnologie hebben de verpakkings- en integratietechnologie aanzienlijke vooruitgang geboekt, waardoor krachtige ondersteuning wordt geboden voor de prestatieverbetering en toepassingsuitbreiding van optische modules.

Als sleutelcomponent in optische communicatiesystemen innoveren optische transceivers voortdurend en maken ze doorbraken in sleuteltechnologieën die de ontwikkeling van optische communicatietechnologie zullen bevorderen. In de toekomst kunnen we de opkomst verwachten van optische modules met hogere snelheid, lager energieverbruik en hogere integratie om aan de groeiende communicatiebehoeften te voldoen. Tegelijkertijd zullen optische modules, met de ontwikkeling van opkomende technologieën zoals 5G, Internet of Things en kunstmatige intelligentie, een belangrijke rol spelen in een breder scala aan toepassingsscenario’s en meer bijdragen aan de constructie en ontwikkeling van een digitale samenleving.