硅光开发平台:当前现状与新举措

参考自:2018年发表于IEEE顶刊Proceedings of The IEEE上的综述文章
A. Rahim,T. Spuesens, R. Baets and W. Bogaerts, “Open-Access Silicon Photonics:Current Status and Emerging Initiatives,” in Proceedings of the IEEE, vol. 106, no. 12, pp. 2313-2330, Dec. 2018.

1介绍

目前硅光的材料体系包括:绝缘层上硅（SOI）,硅-绝缘层上氮(SIN)，硅层上锗(GOS)，绝缘层上锗，GOS-N与Si-on-Si N-on-Si等。这些材料体系都与CMOS工艺兼容，但目前最常用的还是SOI技术。

最早硅光的应用是在上个世纪九十年代光纤陀螺仪与VOA上，但早先硅光并没有得到广泛的应用，虽然Intel在硅基光调制器方面取得了突破性进展并对硅光技术进行了展望[1]。直到2007年，Luxtera公司在ISSCC上推出了集成10G调制器与复用/解复用器的商用收发光芯片[2]。2012年，思科收购了硅光公司Ligthwire并开始开发硅光100G光模块。2015年，Acacia公司开发了基于硅光的相干光通信模块，并将其应用在数据中心光互连与长途DWDM系统中。2016年，一直以来深耕于硅光领域的Intel推出了用于数据中心互联的单波100G-PSM4光模块。2017年，Inphi开始提供数据中心互联的100G-PAM4-DWDM硅光引擎，图1显示了过去30年硅光在技术与商业方面的里程碑。上世纪80年代提出硅光PIC概念[3]，90年代与2000年前后改进了工艺获得了低损耗脊波导与条波导[4]，2004年左右实现了高速硅基调制器[1]并提出了硅基光源的设想，实现了全硅光泵浦的拉曼激光器[5]，同时也实现了采用键合工艺在硅基上混合集成三五族激光器的光源方案[6]。2007年实现了可工作于30Gb/s的调制器[7]，同年基于波导结构的高速锗硅探测器被提出[8]并得到了发展[9]。自此，除激光器外，硅光的有源