光器件研究的最前线~“异质材料集成技术与光子晶体表面发射激光器”~

光器件研究的最前线~“异质材料集成技术与光子晶体表面发射激光器”~

研发时的情形(设计和探讨新一代激光器)

磷化铟和硅光子技术

传输器件研究所 光元件研究部 主干 八木 英树
传输器件研究所 光元件研究部 主干 八木 英树

针对市场需求,SEDI持续供应高速、大容量且低功耗的光器件。住友电工的传输器件研究所为其提供了先导支持。预计到21世纪30年代,光通信的传输速度将达到10 Tbps量级。然而,传统的单一材料光学器件在高速运行方面正趋近极限,亟需实现技术突破。为攻克这一艰巨挑战,业界焦点集中于异质材料集成技术。这是一项将不同元件组合集成的关键技术。研究所光元件研究部的八木英树长年来一直奋斗在研发最前线。

“简而言之,这是一项融合磷化铟化合物半导体与硅光子学*优势的技术。通过将磷化铟光源和调制器精准键合至用于导光控光的硅衬底上,既能发挥化合物半导体的高速特性,又可借助硅光子技术实现小型化与低功耗。目前我们正着力开发基于氧气键合的集成技术。为实现这一目标,我们深刻认识到必须同步掌握硅材料与磷化铟材料的物性认知、加工工艺及关键技术。我们将全力突破这一技术壁垒,稳步推进稳定量产进程。”(八木)

* 是指在硅衬底上形成波导线路,传输和控制光的技术。替代以往的电子线路(电信号),使用光信号来交换信息。

改变游戏规则的“光电融合技术”

传输器件研究所 光元件研究部 部长 柳泽 昌辉
传输器件研究所 光元件研究部 部长 柳泽 昌辉

传输器件研究所推进的另一大课题是“超大功率CW-LD”。这是一种采用“光子晶体面发射激光器(PCSEL)”的新一代半导体激光器。这种半导体激光器可从芯片表面发射出均匀的光,和以往从端面发射光的半导体激光器相比,可实现更大功率。光元件研究部部长柳泽昌辉统管其相关研发。

“使用半导体激光器时,为获得大功率就要扩大发光面积,可这样一来又会导致光束品质下降。PCSEL便解决了这一难题。它采用被称为光子晶体的结构,可在避免光束品质劣化的同时,实现大功率化。”(柳泽)

现在,传输器件研究所正在推进前述两大课题,而未来光器件又会朝着怎样的方向发展呢?

“从环境减负的角度出发,光器件始终存在对更低功耗的需求。为应对这一需求,我们已着手开展光电子融合技术研发。这项技术通过整合电子器件与光学器件,将电路布线替换为光路布线,从而提升网络容量、降低延迟,并实现功耗的大幅削减。我希望开发出这类对世界产生深远影响、改变游戏规则的技术和产品。”(柳泽)

用于数据中心的光器件的研究领域
用于数据中心的光器件的研究领域
用于数据中心的光器件的研究领域

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