Các nhà nghiên cứu từ ETH Zurich đã đưa ra một con chip siêu nhanh được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu điện tử nhanh trực tiếp thành tín hiệu ánh sáng cực nhanh mà không làm giảm chất lượng tín hiệu. Đây là lần đầu tiên các yếu tố điện tử và ánh sáng được kết hợp trên cùng một con chip. Thử nghiệm được thực hiện với sự hợp tác của các đối tác ở Đức, Mỹ, Israel và Hy Lạp. Đây là bước đệm về mặt kỹ thuật vì hiện tại, các yếu tố này phải được sản xuất trên các chip riêng biệt và sau đó được kết nối bằng dây.
Khi các tín hiệu điện tử được chuyển đổi thành tín hiệu ánh sáng bằng cách sử dụng các chip riêng biệt, chất lượng tín hiệu giảm xuống và tốc độ truyền dữ liệu bằng ánh sáng cũng bị cản trở. Tuy nhiên, điều này không đúng với chip plasmonic mới đi kèm với một bộ điều chế, một thành phần trên chip tạo ra ánh sáng có cường độ nhất định bằng cách chuyển đổi tín hiệu điện thành sóng ánh sáng. Kích thước nhỏ của bộ điều biến đảm bảo không làm giảm chất lượng và cường độ trong quá trình chuyển đổi, và ánh sáng, thay vào đó là dữ liệu được truyền nhanh chóng. Sự kết hợp giữa điện tử và plasmonics trên một chip giúp cho việc khuếch đại tín hiệu ánh sáng trở nên khả thi và đảm bảo truyền dữ liệu nhanh hơn.
Các thành phần điện tử và quang tử được đặt chặt chẽ chồng lên nhau, giống như hai lớp, và được đặt trực tiếp lên chip bằng cách sử dụng “vias trên chip” để làm cho nó nhỏ gọn nhất có thể. Việc phân lớp điện tử và quang tử này rút ngắn đường truyền và giảm tổn thất về chất lượng tín hiệu. Cách tiếp cận này được gọi một cách khéo léo là “đồng tích hợp nguyên khối” vì điện tử và quang tử được thực hiện trên một chất nền duy nhất. Lớp quang tử trên chip chứa một bộ điều biến cường độ plasmonic giúp chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang học nhanh hơn nhờ các cấu trúc kim loại dẫn truyền ánh sáng để đạt tốc độ cao hơn.
Bốn tín hiệu đầu vào tốc độ thấp hơn được gộp lại và khuếch đại để tạo thành tín hiệu điện tốc độ cao sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu quang tốc độ cao. Quá trình này được gọi là “ghép kênh 4: 1”, lần đầu tiên thực hiện việc truyền dữ liệu trên một chip nguyên khối với tốc độ hơn 100 gigabit / giâykhả thi. Tốc độ cao đạt được bằng cách kết hợp plasmonics với điện tử CMOS cổ điển và công nghệ BiCMOS thậm chí còn nhanh hơn. Bên cạnh đó, vật liệu điện quang, ổn định nhiệt độ mới của Đại học Washington và những hiểu biết sâu sắc từ các dự án Horizon 2020 PLASMOfab và plaCMOS cũng được sử dụng. Các nhà nghiên cứu tin rằng con chip siêu nhanh này sẽ nhanh chóng mở đường cho việc truyền dữ liệu nhanh chóng trong các mạng thông tin quang học trong tương lai.