Photonische Kristall-EO-Modulatoren, die mit CMOS-kompatiblen Verfahren hergestellt werden.

Forschung

Photonische Kristall-EO-Modulatoren, die mit CMOS-kompatiblen Verfahren hergestellt werden.

Integration von elektro-optischen Modulatoren auf Siliziumchips unter Verwendung photonischer Kristalle.

Der Stromverbrauch in Datenzentren nimmt erheblich zu, und es wird erwartet, dass die Übertragung über mittlere bis kurze Entfernungen mit Hilfe von Licht erfolgen kann, wodurch der Stromverbrauch erheblich gesenkt wird. Um dies zu realisieren, müssen jedoch Elemente entwickelt werden, die die bei der Signalverarbeitung verwendeten elektrischen Signale in optische Signale für die Übertragung umwandeln, und es müssen kompakte, energieeffiziente elektro-optische Modulatoren realisiert werden. Da die elektrische Verarbeitung in CMOS-Schaltkreisen auf einem Siliziumchip realisiert wird, werden idealerweise optische Elemente aus Silizium benötigt, die in CMOS-Schaltkreise integriert werden können, und wir haben uns mit diesem Thema beschäftigt.

In dieser Studie haben wir erfolgreich ein Bauelement entwickelt, das elektrische Signale in optische Signale umwandelt, indem wir eine Pin-Dioden-Struktur in einen photonischen Kristallresonator integriert und eine CMOS-kompatible Fertigungstechnik verwendet haben.

Obwohl in der Vergangenheit bereits über ähnliche Bauelemente berichtet wurde, wurden sie in der Regel mit einer Technik namens Elektronenstrahllithographie hergestellt, die für die künftige Massenproduktion und die Integration in CMOS-Bauelemente nicht geeignet ist. Wir haben daher leistungsstarke photonische Kristallresonatoren hergestellt, indem wir die Photolithographie, eine CMOS-kompatible Technik, zur Integration von Pin-Strukturen eingesetzt haben. Da sie vollständig in Silizium hergestellt werden, sind sie kostengünstig und haben hervorragende optische Modulatoreigenschaften.

 

Ein Teil dieser Forschung wurde durch das Programm zur Förderung von Forschung und Entwicklung im Bereich der strategischen Information und Kommunikation (SCOPE) finanziert.