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半导体和电子产品

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全硅激光器首次亮相

05 Jan 2005 Isabelledumé.

英特尔的科学家们已经制作了第一款全硅激光器。突破可能导致可在电子和光子应用中使用的硅芯片的开发。现有的光子器件由昂贵的化合物半导体材料制成,例如砷化镓或磷化铟(H荣 等等。 2005 自然 433 292).

图1

硅主导了微电子工业,但它不用于光子应用,因为它不会有效地发光。然而,去年,加利福尼亚大学的研究人员在洛杉矶发现了一种利用拉曼效应并在硅中实现激光动作的方法,尽管它们的装置需要八米长的光纤工作。使用材料中的振动来产生光学增益的拉曼效应是常规用于电信行业以放大光学信号。

现在,海石荣和以色列耶路撒冷的英特尔实验室的英特尔实验室同事已经在一款硅芯片上制作了一个紧凑的全硅拉曼激光器。荣和同工通过具有标准光刻和蚀刻技术的S形硅波导开始。波导具有约1.6平方米的有效芯面积,长约4.8厘米。接下来,它们通过用高反射材料涂覆一个波导小平面来制造拉曼激光光学腔。

然后,英特尔团队将腔从636纳米波长的激光下泵送脉冲(图1)。当泵功率达到0.4微瓦时,光学腔开始于1669.5纳米波长的波长(图2)。目前,在称为两光子吸收的过程停止激光动作之前,该装置只能在约100纳秒内操作约100纳秒。

“使用标准的大容量制造工艺在现有Fab中制造激光,”英特尔硅光子科技策略师维克多Krutul说。“英特尔以及其他研究人员现在正在努力解决双光子吸收问题,以便真正的突破—连续波硅激光器— can be attained.”Krutul补充说公司的目标’S Silicon Photonics Research计划是“siliconize”构建称为收发器的设备所需的所有组件。

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