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英特爾新成果跨越實現(xiàn)硅光子道路上的障礙

2006/9/25 9:28:04   電源在線網(wǎng)
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 “憑借此次的成果,我們跨過了實現(xiàn)硅光子道路上的障礙”。美國英特爾與美國加州大學(xué)圣塔巴巴拉分校(University of California,Santa BarbaraUCSB)的研究小組,開發(fā)出了硅與化合物半導(dǎo)體一體化的電流激勵式激光。

  化合物半導(dǎo)體采用以InP(磷化銦)夾持活性層(據(jù)介紹資料稱,為AlGaInAs)的結(jié)構(gòu)。由該化合物半導(dǎo)體產(chǎn)生的光,借助由硅制光波導(dǎo)構(gòu)成的共振器發(fā)生共振,從而產(chǎn)生激光振蕩。此次,英特爾成功地在硅底板上集成了7個這樣的元件,并實現(xiàn)了連續(xù)振蕩!俺醪接媱6~7年后制造出集成有此次所開發(fā)激光器的光通信模塊”(英特爾光子技術(shù)實驗室總監(jiān)Mario Paniccia)。

  英特爾等公司開發(fā)出的電流激勵式激光器,是在硅底板上集成分別具備發(fā)光、傳輸、調(diào)制、受光等通過光進行數(shù)據(jù)傳輸所必需功能的光元件的“硅光子”技術(shù)必不可少的元件。設(shè)想可用于計算機及數(shù)據(jù)中心的主機間、板卡間以及芯片間通過光進行大容量數(shù)據(jù)傳輸。例如,在硅芯片上排列25個新開發(fā)的激光器元件,分別通過光調(diào)制器以40Gbit/秒速度傳輸數(shù)據(jù),則可實現(xiàn)平均1芯片1Tbit/秒的速度。英特爾初步計劃首先在6~7年內(nèi)使包括此次開發(fā)的激光器在內(nèi)的多種硅制光元件實現(xiàn)模塊化,將來力爭開發(fā)出把邏輯LSI與硅制光元件集成在同一芯片上的單片式設(shè)備。

  英特爾把硅光子定位于“今后10年的支柱技術(shù)之一”,近2~3年來陸續(xù)發(fā)表了硅制造的高速調(diào)制器以及光激勵式激光器等。然而,由于硅是不容易通過電流激勵而發(fā)光的材料,因此迄今為止未能實現(xiàn)承擔(dān)發(fā)光作用的、基于硅的電流激勵式激光器。此次,英特爾采用“折衷結(jié)構(gòu)”成功地解決了這一難題,即讓發(fā)光効率高的化合物半導(dǎo)體來承擔(dān)光的產(chǎn)生及放大工作,而光的多重反射產(chǎn)生共振的任務(wù)則由硅制光波導(dǎo)承擔(dān)。

  此次的激光器主要有2個特點。

  第一,使用此次的激光器,比以前方法更容易集成到硅底板上。例如,以前的方法有把激光器元件安裝在硅底板外側(cè)、以及把激光器元件安裝在硅底板上這兩種。兩種方法為了將激光器射出的光引導(dǎo)至硅底板上的硅制光波導(dǎo),均需進行光軸校準(zhǔn)。而此次,可以晶圓級或芯片級、對化合物半導(dǎo)體制成的發(fā)光層及硅光導(dǎo)進行接合。因此,元件無需進行位置校對。

  第二,容易集成多個波分復(fù)用技術(shù)光通信所需的、以不同波長振蕩的激光器。這是因為可以通過改變硅制光波導(dǎo)的尺寸,比較自由地改變振蕩波長。此次的激光器以1577nm振幅振蕩。

  此次的激光器元件,以通過氧等離子氣形成的氧化膜作為粘接劑,在300℃、1MPa的條件下對硅底板上蝕刻而成的硅制光波導(dǎo)和AlGaInAs量子井層形成的發(fā)光層或放大層進行接合。在15℃下驅(qū)動時,激光器振蕩的閾值為65mA。在該溫度下驅(qū)動時的光輸出,當(dāng)以200mA電流驅(qū)動時約為1.8mW。(大下 淳一,根津 禎)
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  來源:日經(jīng)BP
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文章標(biāo)簽: 英特爾/硅光子
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