英特尔成功研制硅激光器留给中国企业技术创新的思考

2013-04-17 03:48

　　所谓硅光子技术就是将光模块集成到传统的硅基芯片中，利用芯片的生产工艺和封装技术大规模生产光电模块，从而实现芯片间的光传输。它被认为将带来信息技术的又一次革命。而在这一新的技术革命浪潮中，以英特尔为代表的美国企业再一次走在了世界的前列。由于硅材料更适合电路传输而不是光波，因此通过硅产生激光尤其是连续的激光是一件非常困难的事情，要实现产业化，更需要解决一系列高难度的技术问题。

　　硅被广泛用于数码电子产品的大批量生产，也用于光的路由、探测、调制和放大，但它并不能有效发光。另一方面，基于磷化铟的激光器被普遍用于电信设备，但需要逐一进行组合和校准。这相对于计算机产业大批量、低成本的制造需求，仍显得过于昂贵和费时。

　　混合硅激光含有独特设计，当硅波导容纳和控制激光时，其采用的磷化铟材料可以产生光并把它扩大。制造这种设备的关键是用低温的氧等离子体（带电荷的氧气）在这两种材料表面都形成一层薄氧化膜（大约25个原子的厚度）。

　　当加热的同时在材料两侧加压，两种材料上的氧化膜就像玻璃粘合剂一样熔合，从而将两种材料熔合到一个单一芯片中。给磷化铟施加电压，它产生的光会通过这层像玻璃粘合剂一样的氧化膜进入硅片中的波导。波导容纳并控制光，形成混合硅激光。波导的设计对混合硅激光器的性能和激光的波长至关重要。

　　3.研制硅激光器历程

　　实际上，英特尔从上世纪90年代中期就开始开发硅光子技术，是全球最早开始研发硅光子技术的企业之一，但在很长一段时间内都没有太大的进展。2004年，英特尔研究人员首次展示了带宽超过1GHz的硅激光调制器，比此前硅基调制记录快了近50倍。2005年，他们才宣布开发成功全球第一套能驱动连续光波的硅组件激光技术，直到2006年才开发成功全球首个混合硅激光器。

　　2006年9月18日，来自英特尔公司和美国加州大学圣芭芭拉分校（UCSB）的研究人员成功研发了世界上首个采用标准硅工艺制造的电力混合硅激光器（HybridSiliconLaser）。这项技术突破标志着用于未来计算机和数据中心的低成本、高带宽硅光子学设备产业化的最后障碍之一已经被解决。