3D統合は,シリコンフォトニクスの超低騒音分離器のないレーザーを可能にします

科学分野:

• 光学について
• 材料科学
• 電気工学

背景:

• フォトニック統合回路 (PIC) は,通信とデータセンターにとって不可欠です.
• 現在のPICは,マイクロ波合成器や原子時計などの高精度アプリケーションでは,レーザーフェーズノイズと統合の課題のために制限されています.
• 超低騒音レーザーと光学分離器をチップに組み込むことは,これらのアプリケーションの進歩に不可欠です.

研究 の 目的:

• 光学分離器なしで動作するシリコンフォトニクスの超低騒音レーザーを開発する.
• 先進的な PIC のための3次元 (3D) 統合の実現可能性を実証する.
• 半導体レーザーフェーズノイズとオンチップ光学分離器の統合の限界を克服する.

主な方法:

• 単体処理と異質処理を組み合わせた3次元統合技術を活用した.
• 超低損失のシリコンナトリド波導体 (光学損失 ~0.5dB/m) を備えた統合されたIII-V増強媒体.
• 製造されたPICは,極高品質の要素の空洞で,分離器なしの動作を可能にします.

主要な成果:

• シリコンフォトニックチップで 超低騒音レーザーとマイクロ波シンセサイザーを実証した.
• 超高品質なファクターの空洞により,隔離器なしの動作を達成しました.
• 複雑な機能に優れたスケーラビリティ,安定性,信頼性を示しました.

結論:

• 超低損失のPICの3次元統合は,シリコン上の高度な光学システムに向けた重要なステップです.
• このアプローチにより,コンパクトで頑丈で高性能な光子集積回路が要求の高いアプリケーションに利用できます.
• 開発されたPICは,将来の光学技術のためのレーザーノイズと光学分離の主要な障壁を克服します.