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淺談“IBM”與“Intel”硅光子技術(shù)的區(qū)別

作者: 時(shí)間:2011-10-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  的研究

  對而言,最難解決的是光發(fā)射元件(Ge-on-Si技術(shù))的問題,制成光發(fā)射元件的話也僅停留在注入光后確認(rèn)有激光振蕩現(xiàn)象的階段。而要想實(shí)現(xiàn)實(shí)用化,則必須能夠用電流來驅(qū)動(dòng)激光器,目前尚未達(dá)到可立即使用的階段。

  但這并不是說其他光發(fā)射元件技術(shù)就有成為標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),其最大原因在于塊狀硅的能帶結(jié)構(gòu)為“間接遷移型”,這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其不能高效發(fā)光。

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  廠商及研究機(jī)構(gòu)的解決方法大致可分為3種:

  1、放棄在硅上制作光源的現(xiàn)有做法,通過外置的激光元件向芯片內(nèi)部導(dǎo)入光;

  2、將利用化合物半導(dǎo)體制造的激光元件與硅芯片貼合;

  3、通過某種手段使硅等直接發(fā)光。

  從能量和波數(shù)來看能帶的話,導(dǎo)帶中能級最低點(diǎn)的波數(shù)與價(jià)帶中能量最高點(diǎn)的波數(shù)不同。由于波數(shù)與運(yùn)動(dòng)量等價(jià),在載流子遷移前后難以滿足能量守恒定律,因此很難發(fā)光。

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硅芯片探索改良

  Luxtera公司的光收發(fā)器IC在芯片內(nèi)將1個(gè)外置激光元件的光分為4束,向4個(gè)解調(diào)器供給。選擇該方法的原因在于,與其他元件相比,激光元件的耗電量最大,可靠性也較低。與IC分開設(shè)置的話,發(fā)生問題時(shí)更容易處理,所以是合理的做法


公司硅光子技術(shù)的突破

  英特爾始終設(shè)法在硅上形成發(fā)光元件,持續(xù)進(jìn)行了6年多研究。公司2005年2月宣布開發(fā)出了硅制拉曼激光元件。不過,該技術(shù)是通過射入激勵(lì)光的光激勵(lì)來實(shí)現(xiàn)振蕩,似乎還未能證實(shí)能夠通過電流激勵(lì)來產(chǎn)生振蕩。

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硅光子技術(shù)突破

  接著,英特爾2006年9月宣布與美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校(University ofCalifornia, SantaBarbara,UCSB)共同開發(fā)出了混合硅激光器

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混合硅激光器

  該技術(shù)是將InP等化合物半導(dǎo)體激光元件與硅光導(dǎo)波路粘合在一起。與其他的粘合技術(shù)不同,將硅導(dǎo)波路用作激光元件的諧振器的一部分,因此可通過改變硅導(dǎo)波路的設(shè)計(jì)來決定發(fā)光波長。另外也不需要采取以高精度對齊光軸等以往存在課題的處理,所以還具有可降低制造成本的優(yōu)點(diǎn)。目前英特爾在硅光子光源中采用的也是該激光器技術(shù)。

  不過,在硅芯片上粘合化合物半導(dǎo)體的技術(shù)即便在電路的CMOS工藝中也幾乎沒有實(shí)用化案例。英特爾也似乎并未將其當(dāng)作最終解決方案,目前仍在繼續(xù)進(jìn)行多種探索。2010年12月,英特爾開始向擁有量子點(diǎn)激光器技術(shù)的東京大學(xué)納米量子信息電子研究機(jī)構(gòu)實(shí)施3年共50萬美元的出資,在光源方面展開了共同研究。



關(guān)鍵詞: IBM Intel 硅光子技術(shù)

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