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掺铒硅芯片可实现170Gb/s的光放大速率

导读: 光学微芯片中,光在硅制成的信道和波导中传输。可是,硅只能够被动地传导光,而无法放大光,甚至在传输过程中光还会有损耗。

  光学微芯片中,光在硅制成的信道和波导中传输。可是,硅只能够被动地传导光,而无法放大光,甚至在传输过程中光还会有损耗。为了增强光信号,不得不使用其它半导体材料,例如砷化镓,甚至在芯片上再集成一个光源,而掺杂稀土物质铒的材料也具有良好的放大特性。

  荷兰特文特大学一名博士生Laura Agazzi在她毕业论文中验证了由硅、掺铒材料和氧化铝制成的可工作芯片。她说,原型芯片在1533 nm的红外波段上可获得7.2 dB的信号增益,而且还能够实现高达170 Gb/s的光放大速率。

  这些成果是令人鼓舞的,可能产生线宽非常窄(1.7 kHz)的激光。在任何需要辐射或者放大光的应用中,这种集成芯片都是非常有用的,例如通信领域,传感和追踪非常小的颗粒。

  Agazzi利用此模型,研究掺铒氧化铝的光学特性,以便更深入地理解对放大产生负面影响的物理机理,例如,能量传递上转换(ETU)对材料的良好性能是不利的。

特文特大学博士生Laura Agazzi发明的芯片的图像,包括了硅光学波导(SOI:绝缘硅片)和掺铒氧化铝

特文特大学博士生Laura Agazzi发明的芯片的图像,

包括了硅光学波导(SOI:绝缘硅片)和掺铒氧化铝

  Agazzi说:“如果你想放大程度很高,你就会想到在材料中加入更多的铒离子,而这会导致更高的ETU。同时,也存在适应基质材料的可能性,会导致离子间相互作用减少。”

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