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首塊激光器和光柵集成的硅芯片問(wèn)世

   2025-03-19 科技日?qǐng)?bào)1196

  據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月10日(北京時(shí)間)報(bào)道,新加坡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)研究所的魏永強(qiáng)(音譯)和同事首次構(gòu)建出一種由一個(gè)激光器和一個(gè)光柵集成的新型硅芯片,其中的光柵能讓光變得更強(qiáng)并確保激光器輸出1500納米左右波長(zhǎng)的光,而通訊設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的操作波長(zhǎng)正是1500納米。

  光纖在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需要讓不同波長(zhǎng)的激光束同時(shí)通過(guò),但這些不同波長(zhǎng)的光波容易相互串?dāng)_,因此需要對(duì)激光器進(jìn)行精確諧調(diào),讓其發(fā)出特定波長(zhǎng)的光以避免這種串?dāng)_。使用光柵可以解決這個(gè)問(wèn)題。

  科學(xué)家們之前使用傳統(tǒng)方法試圖將一個(gè)激光器和一個(gè)光柵集成于一塊硅芯片中,但都沒(méi)有獲得成功。激光器一般由幾層半導(dǎo)體薄層構(gòu)成,而光柵則由硅蝕刻而成,所有的材料都必須精確地對(duì)齊。傳統(tǒng)的方法是,將激光器和光柵種植于一塊獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片上,整個(gè)過(guò)程大約需要50多步,而且要求硅晶表面的粗糙度非常低,小于0.3納米。

  在新硅芯片中,激光器置于一面鏡子和一個(gè)彎曲的光柵之間。光柵就像一塊具有選擇能力的鏡子,僅僅將某一特定波長(zhǎng)的光反射回激光器中,這樣就制造出了一個(gè)光共振腔,使激光活動(dòng)只針對(duì)特定波長(zhǎng),因此提供了通訊領(lǐng)域要求的精確性。

  魏永強(qiáng)對(duì)這款新芯片進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn),其性能優(yōu)異,發(fā)出光的功率為2.3毫瓦,而且只發(fā)出特定波長(zhǎng)的光。

  魏永強(qiáng)表示:“從實(shí)際應(yīng)用角度來(lái)考慮,我們需要將多光源激光器集成在一塊芯片上,因此將多個(gè)激光器和光柵整合在一塊硅芯片上將是我們下一步面臨的挑戰(zhàn)。我們計(jì)劃通過(guò)利用能處理更廣譜波長(zhǎng)的同樣的光柵結(jié)構(gòu)來(lái)按比例擴(kuò)展最新的單波長(zhǎng)激光器。新設(shè)備標(biāo)志著我們很快就能對(duì)集成在單硅芯片上的通訊設(shè)備進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)?!?/P>

 
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