NTT Corporation a réussi à développer un module IC amplificateur de bande de base ultra-compact avec une performance ultra-large bande de 100GHz. Cette technologie devrait être utilisée dans les futurs réseaux tout-photoniques, à savoir l'IOWN et la 6G, et dans les domaines réalisant des mesures de pointe puisqu'ils nécessiteront une fonction d'amplification du signal à ultra large bande débarrassée de toute distorsion. Pour réaliser cette percée, NTT a appliqué sa technologie de transistor bipolaire à hétérojonction (InP HBT) à base d'InP pour améliorer les performances des circuits intégrés amplificateurs et sa technologie de montage en boîtier pour incorporer une fonction de blocage du courant continu2 avec des performances de bande passante de 100 GHz, réalisant ainsi le premier module de circuit intégré amplificateur ultra-compact au monde.

En outre, étant donné que le développement de NTT possède une fonction de bloc CC intégrée et qu'il est ultra-compact, il peut être directement connecté à divers dispositifs, ce qui en fait un module hautement utilisable. Ce résultat permettra la communication optique à ultra-haut débit dans le réseau IOWN de la prochaine génération et les applications de mesure de pointe. Les détails de cette technologie ont été publiés en ligne dans la revue IEEE Microwave and Wireless Technology Letters le

16, 2023. Contexte de la recherche : La pandémie de COVID-19 a accéléré la transformation numérique de divers services, de sorte que le trafic de communication en ligne explose. Le réseau optique central de NTT, IOWN, nécessitera des vitesses de transmission de plus de terabits par seconde et un module IC d'amplification de bande de base capable d'amplifier le signal.

En outre, dans les domaines de l'expérimentation et de la mesure qui soutiennent une telle recherche avancée, il existe déjà un besoin d'amplificateurs électriques ultra large bande et compacts, et la demande augmente. À ce jour, NTT a développé un prototype de module IC d'amplificateur à bande de base ultra large avec un connecteur coaxial de 1 mm et a réalisé la première expérience de démonstration au monde d'une transmission optique dépassant les térabits par seconde. Cependant, les modules prototypes précédents étaient volumineux et nécessitaient des pièces de bloc CC externes pour se connecter aux dispositifs avant et arrière.

Réalisations en matière de recherche : En augmentant les performances des circuits intégrés amplificateurs utilisant la technologie InP HBT et en faisant progresser la technologie de montage des boîtiers, NTT a réussi à réaliser le premier module IC amplificateur ultra-compact au monde qui atteint à la fois des performances ultra-large bande de 100 GHz et l'intégration de la fonction de bloc CC. Circuit intégré amplificateur à bande de base ultra large basé sur la technologie InP HBT : NTT a obtenu de larges caractéristiques de pointe (caractéristiques qui mettent l'accent sur le gain du côté des hautes fréquences) en améliorant encore les performances des CI amplificateurs à bande de base ultra-large6 utilisant la technologie InP HBT développée par la société. Cette caractéristique de crête permet de compenser la perte de signal haute fréquence causée par le montage du boîtier et d'assurer la planéité du gain (une caractéristique dans laquelle un facteur d'amplification constant est obtenu des basses fréquences aux hautes fréquences) en tant que module de CI amplificateur.

Technologie de montage de boîtiers ultra-large bande/ultra-petits : NTT a assuré les caractéristiques de l'ultra large bande en adoptant un connecteur coaxial de type push-on au lieu du connecteur coaxial de type thread-on conventionnel pour l'interface et en concevant le design du joint entre le coaxial et la carte haute fréquence interne. En outre, les chercheurs ont réussi à réduire de façon drastique la taille du boîtier. En outre, NTT a exploité pleinement la technologie de conception haute fréquence précise pour réaliser l'intégration de la fonction de bloc CC (qui était auparavant difficile à combiner avec les caractéristiques de bande ultralarge) en montant un petit condensateur à couche mince sur le substrat haute fréquence interne.

En combinant ces technologies, NTT a obtenu à la fois des caractéristiques à bande ultra-large de 100 GHz ou plus et l'intégration de la fonction de bloc CC dans une taille ultra-compacte avec un rapport de volume de moins d'un dixième des dispositifs conventionnels. Enfin, les chercheurs ont démontré que ce module IC amplificateur peut amplifier un signal PAM-4 à bande ultra-large7 avec un taux de symbole8 de 112 gigabauds sans distorsion. Développement futur : Ce résultat sera mis en pratique à un stade précoce dans des applications où le besoin d'amplification de signaux à bande ultra-large est déjà devenu évident, comme les communications optiques à ultra-haut débit de la prochaine génération et les applications d'instruments expérimentaux et de mesure de pointe qui soutiennent la recherche et le développement de la 6G.

À moyen terme, NTT améliorera encore sa technologie de montage de circuits intégrés et de boîtiers et étudiera l'application des émetteurs-récepteurs optiques à ultra-haut débit dans le réseau IOWN de prochaine génération.