Co-Design of High-Speed Integrated SiGe BiCMOS Drivers and Silicon Mach-Zehnder Modulators for Optical Links

Promovendus/a
Breyne, Laurens
Faculteit
Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur
Vakgroep
Vakgroep Informatietechnologie
Curriculum
Master of Electrical Engineering — afstudeerrichting Electronic Circuits and Systems, Universiteit Gent, 2016
Academische graad
Doctor in de ingenieurswetenschappen: elektrotechniek
Taal proefschrift
Engels
Vertaling titel
Co-ontwerp van geïntegreerde SiGe-BiCMOS-hogesnelheidsschakelingen en siliciumgebaseerde mach-zehnder-modulatoren voor optische verbindingen
Promotor(en)
prof. Johan Bauwelinck, vakgroep Informatietechnologie - prof. Günther Roelkens, vakgroep Informatietechnologie
Examencommissie
voorzitter em. prof. Luc Taerwe (eredecaan) - prof. Johan Bauwelinck (Vakgroep Informatietechnologie) - prof. Jeroen Beeckman (Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen) - dr. ir. Yannick De Koninck (imec) - prof. Jan Doutreloigne (Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen) - prof. Maarten Kuijk (Vrije Universiteit Brussel) - prof. Günther Roelkens (Vakgroep Informatietechnologie)

Korte beschrijving

Vele internetapplicaties worden ondersteund door datacenters. De grootste datacenters bestaan uit duizenden geïnterconnecteerde servers. De aanzienlijke groei van het internet zet de glazvezelverbindingen tussen servers onder druk. Er is nood aan snellere, vermogensefficïente verbindingen. In dit proefschrift onderzoeken we het co-ontwerp van elektro-optische modulatoren en elektronische drivers om aan deze noden te voldoen. Een gevestigde methode om de capaciteit van verbindingen te verhogen is om 2- in plaats van 1-bit per datasymbool te versturen, zogenaamde PAM4-signalen. Dit vergt echter een lineaire driver. Daarom ontwikkelden we een gesegementeerde lopendegolfmodulator in silicium fotonica. Deze laat toe om hogere snelheden te bereiken en om een 2-bit elektro-optische digitaal-naar-analoog conversie te realizeren met behulp van een niet-lineaire driver. Een vermogensefficiënte, schakelende driver werd ontworpen in een BiCMOS proces. Door metingen werd geverifieerd dat deze methode competitieve resultaten oplevert tov de state-of-the-art. De gesegmenteerde methode is echter niet altijd toepasbaar door de grotere oppervlakte. Er werd een tweede driver ontwikkeld die PAM4-signalen ondersteunt. Een goedgekozen topologie en gerichte optimalisaties laten toe om vermogensefficiënt PAM4-signalen te genereren. Verder onderzoek op modulatoren resulteerde in een nieuwe methode om egalisatie te integreren in de modulator. De techniek laat toe om oppervlakte- en vermogensefficiënt de bandbreedte van de verbinding te verhogen.

Praktisch

Datum
Dinsdag 4 mei 2021, 17:00
Livestream
Volg online

via livestream/videoconferentie, zie link hierboven, maatregel COVID19

Meer info

Contact
doctoraat.ea@UGent.be