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在硅光电子芯片上能否完成可编程的电路、可擦除的元件?

科学家开宣布一种新办法,在硅光电子芯片上树立节能和可编程的集成开关单元。这项新技能预备经过能批量制作通用光电路,然后针对特定运用进行编程,然后下降生产成本。来自南安普顿大学研讨小组成员夏晨说:硅光子学…

科学家开宣布一种新办法,在硅光电子芯片上树立节能和可编程的集成开关单元。这项新技能预备经过能批量制作通用光电路,然后针对特定运用进行编程,然后下降生产成本。来自南安普顿大学研讨小组成员夏晨说:硅光子学能够将光学设备和先进的微电子电路悉数集成在一块芯片上。估计可装备硅光电子电路将大大扩展硅光电子的运用规划。

并且一起下降成本,使这项技能对消费运用更有用,其研讨成果宣布在《光学快报》期刊上,研讨人员展现了开关单元的新办法,这种办法能够作为构建块来创立更大根据芯片的可编程光子电路。这项新技能将有广泛的运用,例如,它能够用来制作检测生化和医疗物质的集成传感设备,以及用于高功能核算体系和数据中心衔接的光学收发器。

可擦除元件

这项新研讨树立在前期研讨的基础上,在该研讨中,研讨人员经过将锗离子注入硅中,开发了一种名为光栅耦合器的光学元件的可擦除版别。这些离子引起的损害改动了硅在该区域的折射率。然后能够运用激光退火工艺加热部分区域来回转折射率并擦除光栅耦合器。科学家运用相同的锗离子注入技能来制作可擦除波导和定向耦合器,这些组件能够用来制作可重新装备的电路和开关。

这代表了第一次在硅中制作出亚微米可擦除波导,研讨一般以为离子注入会在光子集成电路中引起很大的光学损耗,但是研讨发现,精心规划的结构和运用正确离子注入能够创造出一种以合理光学损耗传输光学信号的波导。研讨运用南安普顿大学的柱石制作铸造厂,经过规划和制作波导、定向耦合器以及1×4和2×2开关电路,展现了这一新办法。来自不同芯片的光子器材在激光退火编程前后进行了测验,表现出共同的功能。

构建可编程电路

由于该技能触及经过一次性操作物理地改动光子波导的路由,所以在编程时不需要额定的功率来坚持装备。研讨人员还发现,能够运用本地集成加热器进行电退火,也能够运用激光退火对电路进行编程。经过开发一种办法,运用传统晶片探测仪(晶片测验机)在晶片规划上运用激光和/或电退火工艺,然后使这项技能在试验室外变得有用,然后使成百上千个芯片能够主动编程。研讨人员现在正致力于将激光和电退火进程集成到这样一种晶片规划的探测仪中。

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