Изследователи от ETH Zurich са измислили свръхбърз чип, който да се използва за преобразуване на бързи електронни сигнали директно в свръхбързи светлинни сигнали без загуба на качество на сигнала. Това е първият път, когато електронните и базирани на светлина елементи са комбинирани на един и същ чип. Експериментът е извършен в сътрудничество с партньори от Германия, САЩ, Израел и Гърция. Това е стъпалото в техническо отношение, тъй като в момента тези елементи трябва да бъдат произведени на отделни чипове и след това свързани с проводници.
Когато електронните сигнали се преобразуват в светлинни, използвайки отделни чипове, количеството на качеството на сигнала намалява и скоростта на предаване на данни с помощта на светлина също се затруднява. Това обаче не е така при новия плазмоничен чип, който се предлага с модулатор, компонент на чипа, който генерира светлина с даден интензитет чрез преобразуване на електрическите сигнали в светлинни вълни. Малкият размер на модулатора гарантира, че няма загуба на качество и интензивност в процеса на преобразуване и светлина, а данните се предават бързо. Комбинацията от електроника и плазмоника на един чип прави възможно усилването на светлинните сигнали и осигурява по-бързо предаване на данни.
Електронните и фотонните компоненти се поставят плътно един върху друг, като два слоя, и се поставят директно върху чипа с помощта на „on-chip vias“, за да стане възможно най-компактен. Това наслояване на електрониката и фотониката скъсява пътищата на предаване и намалява загубите по отношение на качеството на сигнала. Този подход е подходящо наречен „монолитна коинтеграция“, тъй като електрониката и фотониката са реализирани върху една единствена подложка. Фотонният слой на чипа съдържа плазмонен модулатор на интензитета, който помага за преобразуване на електрически сигнали в още по-бързи оптични, поради металните конструкции, които насочват светлината, за да достигне по-високи скорости.
Четирите входни сигнала с по-ниска скорост се обединяват и усилват, за да образуват високоскоростен електрически сигнал, който след това се преобразува във високоскоростен оптичен сигнал. Този процес е известен като „4: 1 мултиплексиране“, който за първи път е направил предаването на данни на монолитен чип със скорост над 100 гигабита в секундавъзможен. Високата скорост беше постигната чрез комбиниране на плазмоника с класическа CMOS електроника и още по-бърза BiCMOS технология. Освен това бяха използвани и нови термостабилни, електрооптични материали от Университета във Вашингтон и прозрения от проектите на Horizon 2020 PLASMOfab и plaCMOS. Изследователите са убедени, че този свръхбърз чип бързо ще проправи пътя за бързо предаване на данни в оптичните комуникационни мрежи на бъдещето.