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可配置电路技术准备扩展硅深圳合租记全集小说光子应用

物理学 2022-01-18 23:59:12

由光学学会 研究人员开发了一种制造可配置硅光子电路的方法

他们用它制作了一个1×4可编程光子开关电路,在四个端口之一产生输出(P1-P4) (a)和一个具有两个输出端口的2×2光子开关电路(P1,P2) (b)

学分:南安普敦大学陈霞分校 研究人员开发了一种新方法,在硅光子芯片上构建高能效、可编程的集成开关单元

这项新技术通过允许批量制造普通光学电路,然后为特定应用(如通信系统、激光雷达电路或计算应用)编程,有望降低生产成本

南安普敦大学的研究小组成员陈霞说:“硅光子学能够将光学器件和先进的微电子电路集成在一个芯片上。”

“我们希望可配置的硅光子电路能够大大扩展硅光子的应用范围,同时降低成本,使这项技术对消费者应用更加有用

" 在光学学会(OSA)杂志《光学快报》上,由格雷厄姆·里德(Graham Reed)领导的研究人员展示了开关单元的新方法,这些开关单元可用作构建模块,以创建更大的基于芯片的可编程光子电路

“我们开发的技术将有广泛的应用,”陈说

“例如,它可以用于制造检测生化和医疗物质的集成传感设备,以及用于高性能计算系统和数据中心连接的光学收发器

" 可擦除组件 这项新工作建立在早期研究的基础上,在早期研究中,研究人员通过向硅中注入锗离子,开发了一种称为光栅耦合器的可擦除版本的光学元件

这些离子会引起损伤,从而改变硅在该区域的折射率

然后,使用激光退火工艺加热局部区域可用于反转折射率并擦除光栅耦合器

研究人员开发了一种晶圆级探测器,正在南安普敦大学(左)进行测试

探测器可以自动和精确地执行光学和电子器件测试,同时以每个器件小于30秒的平均速度进行激光退火

右图显示了用于自主测量的软件驱动定位平台(右上)和位于8英寸晶圆顶部的输入/输出光纤(右下)

学分:南安普敦大学陈霞分校 在《光学快报》的论文中,研究人员描述了他们如何应用相同的锗离子注入技术来制造可擦除波导和定向耦合器,这些组件可用于制造可重构电路和开关

这是亚微米级可擦除波导首次在硅中制造出来

“我们通常认为离子注入会在光子集成电路中引起很大的光损耗,”陈说

“然而,我们发现,精心设计的结构和使用正确的离子注入配方,可以制造出一种传输光信号且光损耗合理的波导

" 构建可编程电路 他们利用南安普敦大学的基石制造厂,通过设计和制造波导、定向耦合器和1×4和2×2开关电路,展示了这种新方法

来自不同芯片的光子器件在用激光退火编程之前和之后都进行了测试,显示出一致的性能

因为该技术涉及通过一次性操作物理地改变光子波导的路由,所以在编程时不需要额外的功率来保持配置

研究人员还发现,使用局部集成加热器的电退火以及激光退火可以用于对电路进行编程

研究人员正在与一家名为ficonTEC的公司合作,通过开发一种在晶片规模上应用激光和/或电退火工艺的方法,利用传统的晶片探测器(晶片测试机),使这项技术在实验室之外变得实用,从而可以自动编程数百或数千个芯片

他们目前正致力于将激光和电子退火工艺集成到这种晶圆级探测器中,这是一种在大多数电子-光子晶圆代工厂都能找到的仪器,正在南安普敦大学进行测试

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