可编程光门阵列(FPPGA)技术介绍

灵活的光学处理平台,推动未来技术发展

什么是FPPGA?

可编程光门阵列(FPPGA)是一种新型的光电子集成芯片,结合了可编程光模拟模块和可重构光互连,提供灵活的光学处理平台。

FPPGA的优势

基本构建模块

可编程光模拟模块(PPABs)

PPABs是FPPGA的基本处理单元,能够对光信号进行幅度和相位的调制。它们通常由定向耦合器、马赫-曾德干涉仪和相移器等组成。

可重构光互连(RPIs)

RPIs连接PPABs,提供可调的信号相移。它们允许实现复杂的光学线路,使得FPPGA能够执行各种光学运算。

核心架构

FPPGA的核心架构可以基于不同类型的PPABs组合设计,主要包括ABAB、ABCC和ABDD三种类型。这些布局设计提高了光信号的处理效率。

实验结果

实验表明,使用硅基光电子和氮化硅平台实现FPPGA是可行的。这些原型被用来演示各种光学线路,包括:

未来展望

虽然FPPGA展现了巨大的潜力,但在可扩展性、插入损耗和功耗等方面仍需解决挑战。

随着技术进步,FPPGA有望在电信、量子计算等领域开辟新的应用机会。