– Vi sätter världsrekord av och till. Just den här gången var det med det senaste arbetet vi gjorde med Keysight i Tyskland, säger Oskars Ozoliņš.

Precis som kollegan Xiaodan Pang är han anställd av både KTH och forskningsinstitutet Rise som tillsammans har en mindre grupp inom optoområdet i Electrumhuset i Kista.

Det var inte första gången som gruppen satte rekord tillsammans med Keysight.

– Förra året gjorde de inget av det. Då var det mer en rolig överraskning, säger Xiaodan Pang, och Oskars Ozoliņš fyller i:

– Den här gången förväntade vi oss rekord!

Själva experimentet utfördes i september 2022, så det fanns gott om tid att fundera över hur det skulle presenteras.

FÖRUTOM ETT PRESSMEDDELANDE från Keysight resulterade de två världsrekorden i åtta artiklar publicerade på den amerikanska op-tokonferensen OFC varav en av de muntliga presentationerna fick toppbetyg.

– Jag kom hit 2015 och Xiaodan Pang 2013. Vi hittade komponenter som tillverkades i Hectoprojektet, som avslutades 2010, säger Oskars Ozoliņš.

Lasern och modulatorn hade stor bandbredd men kommersialiserades aldrig.

– Vi tyckte att de borde ge bra resultat och 2016 gjorde vi det första försöket men då hade vi svårigheter att komma till 100 Baud med PAM4.

Japanska NTT klarade av att göra det och gruppen i Kista lyckades med det ett år senare.

– Det gav oss inspiration att hitta en bättre signalgenerator.

Överst fr. v: Armands Ostrovskis, Xiaodan Pang, Toms Salgals, Hadrien Louchet, Benjamin Krüger, Oskars Ozoliņš.

2016 styrdes därför kosan till belgiska Gent som hade en krets som skapade snabba signaler. Resultatet presenterades på den euro-peiska optokonferensen ECOC samma år.

Nästa försök var med Nokias, Thales och CEA:s gemensamma lab i Paris kallat III-V Lab, år 2017. Just den veckan var det snö-storm i staden men trots det gick experimentet så bra att gruppen fick en första artikel publicerad på OFC.

Därefter kom Keysight in i bilden. Före-taget utvecklar test- och mätinstrument inklusive arbiträra vågformsgeneratorer (AWG) där de vassaste modellerna kostar tiotals miljoner kronor.

För att kunna påvisa kvaliteten i signalerna behövs ett lämpligt experiment, samtidigt som Kistagruppen behövde bättre signaler till lasern respektive modulatorn.

– Deras elektronik hade förbättrats så vi kunde göra 100 Gbaud utan optisk förstärkning. Vi presenterade det på ECOC 2019.

Därefter har det blivit ytterligare tre rundor i Keysights lab i tyska Boeblingen. Alternativet hade såklart varit att köpa ett instru-ment, men det skulle mest ha stått och samlat damm efter experimenten bara pågår någon vecka per år.

– Vi arbetar ofta med deras prototypinstrument – de vill visa hur bra de är – och vi har komponenterna från Hecto.

Målet med EU-projektet Hecto (High-speed Electro-optical Components for integrated Transmitter and receiver in Optical com-munications) som avslutades år 2010 var att utveckla kostnadseffektiva sändare och mottagare med hög prestanda.

Det resulterade i en DFB-laser (distributed-feedback laser) och en elektroabsorptionsmodulator (EAM) där en elektrisk spänning modulerar laserljuset. Den tredje komponenten är en detektor med integrerade förstärkare.

Större delen av utvecklingen av sändaren – laser och modulator – gjordes av KTH i samarbete med dåvarande lasertillverkaren Syntune i Järfälla – idag Coherent.

För ett decennium sedan gick de att skrämma upp i 112 Gbit/s inklusive felrättning.

Idag återstår sex komponenter varav bara en är fullt fungerande. Två har kapslats om vilket lett till lägre uteffekt.

– Vår expertis är avancerade experiment men också digital signalbehandling. Det har gett förbättringar med komponenter som tillverkades för länge sedan.

I HECTOPROJEKTET förbehandlades (formades) inte de signaler som styr lasern eller modulatorn vilket ledde till att nära halva ljusen-ergin gick förlorad.

– Nu försöker vi få in så mycket ljus som möjligt i fibern genom att forma signalerna så man slipper förstärkare, säger Oskars Ozoliņš.

Här har Keysights vågformsgenerator betydelse eftersom den har högre signalintegritet.

En annan skillnad är att Hecto var tänkt för fiber på 1550 nm med kompensation för kromatisk dispersion för att motverka ”utsmetningen” av pulserna. Fibertypen slog aldrig igenom, den var dyr och problemen med dispersion löstes på annat sätt.

Även om komponenterna från Hectoprojektet varit framgångsrika behövs ny hårdvara. Arbetet med det har dock försenats av pan-demin men förhoppningen är att det ska gå i mål mot slutet av året.

Det sker i ett projekt kallat Twilight med en 2,5 D-process där man utgår från en kiselwafer med digital logik och bondar fast op-tokomponenter på ovansidan vilket ger extremt korta anslutningar.

– Man får ett membran aktiva komponenter.

Förutom optisk kommunikation är komponenterna intressanta för 6G i projekt kring kommunikationen mellan radion och bas-bandet, det som kallas front haul.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

– Vi tittar också på free space-kommunikation. Där har vi också slagit rekord och är upp på tiotalet gigabit.

Tekniken kan bli användbar för att kommunicera med laserljus med satelliter och markstation.