硅光子技術全面普及：體驗硅發(fā)光技術的進展（四）

　　作為其核心技術，目前已經(jīng)開發(fā)出了激光振蕩元件、光開關及光RAM等，每個元件的尺寸為5～15μm見方。這樣便能以100萬個/cm2的密度集成光元件。其中，光開關的耗電量非常小，只有660aJ/bit，與電信號相比，有望大幅降低耗電量。該公司就這些技術表示，“打算2025年前后實現(xiàn)能貼在微處理器上的智能光網(wǎng)絡芯片”（納富）。

　　現(xiàn)在的光子晶體未采用硅基，因為很難采用硅基以高效率制作主動元件。不過，結合發(fā)光的鍺和硅等技術的話，就有可能實現(xiàn)硅基光子晶體。

DWDM可能是最后的課題

　　另一個課題是DWDM，以數(shù)十Tbps/cm2進行硅光子光傳輸可能需要DWDM。該技術早在15年前就已普遍用于長距離通信用設備等，但用于硅光子則非常難。其中一個原因是，各個光元件發(fā)出的光的波長以及通過波導的光的波長因溫度變化存在巨大偏差（圖11）。將長距離通信設備使用的溫度控制功能用于硅光子技術的成本過高，不現(xiàn)實。

　　圖11：是采用波分復用（WDM）還是采用光多級調制

　　波分復用（WDM）技術和光多級調制技術的優(yōu)點和課題的比較。WDM的一大課題是耐溫度變化性較弱，而光多級調制存在電路規(guī)模和元件成本增大的課題。

　　因此，增加光傳輸容量的方法方面，與DWDM相比，近來更重視多級調制的光傳輸技術人員越來越多。

　　但也有研究人員認為，“相對于電傳輸，利用DWDM是光傳輸?shù)谋举|優(yōu)勢，必須要推進利用DWDM的研究開發(fā)”（東京大學的和田）。最近，MIT的研究人員還在開發(fā)使波導不依賴于溫度的技術（圖12）。

　　圖12：還實現(xiàn)了折射率不依賴溫度的硅波導

　　本圖為MIT開發(fā)的折射率基本不依賴溫度的光波導概要。隨著溫度的上升，硅的折射率會變大，而樹脂的折射率會變小。因此，波導的有效折射率基本固定。

　　MIT將覆蓋波導硅芯的“包覆”部的一部分換成了樹脂。這樣，波長對溫度的依賴性基本就不存在了。