- Фотонные чипы с квантовыми лазерами наконец -то строятся без перепроектирования всей системы
- Эти лазеры работают непосредственно на кремнии и по -прежнему сохраняют высокую температуру более шести лет
- Исследователи из Калифорнийского университета заполнили лазерный разрыв с полимерами и призрачной точной контроль лучей на шипе
Новый метод производства может сделать фотонные схемы более дешевыми и практичными, интегрируя лазеры из квантовой точки (QD) в кремниевые чипы, процесс, который может повлиять на то, как строятся будущие умные устройства, фитнес -трекеры и даже ноутбуки.
Исследовательская группа, перечисленная Розалин Косцикой в Калифорнийском университете, достигла этого с тремя ключевыми стратегиями.
Они использовали карманную лазерную конфигурацию для прямой интеграции, следовали двухэтапному методу роста с химическими отложениями пара и молекулярной питаксией и введены методикой заполнения полимерного зазора, чтобы уменьшить распространение оптического излучения.
Закрыть разрыв с тщательной техникой
Эта разработка посвящена многим годам проблем, которые влияют на несовместимость материала и эффективность связи, которые в прошлом ограничивали производительность и масштабируемость интегрированных фотонных систем.
Комбинированные усилия минимизировали первоначальный разрыв в интерфейсе и позволили надежно работать на кремниевых фишечных местах.
Как отмечают исследователи: «Приложения для фотонной интегрированной схемы (PIC) требуют источников света на чипах с небольшим следом устройства, чтобы обеспечить интеграцию более плотных компонентов».
Новый подход обеспечивает стабильный одномодный лазер на частоте O-диапазона, которая хорошо подходит для передачи данных в центрах обработки данных и облачных систем хранения.
Интегрируя лазеры непосредственно с кольцевыми резонаторами, изготовленными из кремния или использования распределенных брэгг -отражателей из нитрида кремния, команда также решала проблемы в связи с ориентацией и оптической обратной связью.
Одним из наиболее удивительных результатов исследований является то, насколько хорошо лазеры отрезаются под жарой.
«Наши интегрированные QD -лазеры показали высокотемпературное озеро до 105 ° C и срок службы 6,2 года, в то время как работая при температуре 35 ° C», — говорит г -жа Коскика.
Эти показатели мощности указывают на уровень термической стабильности, который до сих пор трудно достичь с помощью монолитно интегрированных конструкций.
Это тепловое сопротивление открывает дверь для более постоянных применений в реальных средах, в которых колебания температуры могут ограничивать надежность фотонных компонентов.
Это также может уменьшить потребность в активном охлаждении, что традиционно добавляет затраты и сложность к предыдущим конструкциям.
В дополнение к производительности, метод интеграции выглядит хорошо подходит для крупного масштаба.
Поскольку технология может быть выполнена в стандартных проводниках шеи и не требует каких -либо существенных изменений в базовой архитектуре чипов, она обещает более широкое признание.
Исследователи утверждают, что метод является «недорогим» и «может функционировать для ряда фотонных интегрированных конструкций чипов без необходимости обширных или сложных модификаций».
Тем не менее, этот подход, вероятно, будет проверен в больших пластинах и совместимости с коммерческими фотонными системами.
Успех в контролируемой лабораторной среде не гарантирует бесшовного обеспечения в условиях массового производства.
Однако комбинация компактной лазерной конструкции, совместимости с обычными процессами и интеграция функциональности O-диапазона делает эту разработку замечательной.
От центров обработки данных до передовых датчиков, эта совместимая с кремниевой лазерной интеграцией может приблизить фотонные схемы ближе к жизненному мощности массового рынка.
Над IEEE
Вы также могли бы понравиться
