激光退火将光隔离器集成于硅光子芯片

IT时代网9月15日消息，据科技日报报道，日本京瓷公司与东北大学电气通信研究所的科研人员开发出一种新型激光退火技术。它只加热需要处理的区域，便能把光隔离器直接集成到硅光子芯片上，而不伤及周边组件。相关论文发表于电气电子工程师学会旗下学术期刊《IEEE Access》。

硅光子芯片能用光高效传输数据，对共封装光学（CPO）也很重要。CPO将光学电路和电子电路集成在同一块芯片上，能够缩短信号传输距离，降低信号损耗及功耗，被视为下一代数据中心光互连的关键发展方向。不过，芯片内的光学电路中总有部分光会反射回激光源，从而降低性能；光隔离器让光仅单向通过，可挡住这类反射。

这类隔离器通常依赖磁光石榴石晶体，但后者必须加热到600℃以上才能具备所需性能，而若把整块芯片都加热到如此高温，电极、布线和其他组件都会受损。为此，团队开发出一种单片集成技术：用近红外激光只对准应放置光隔离器的区域，该区域约700微米×700微米，内有磁光石榴石薄膜，局部高温使石榴石结晶，从而获得抑制反射光所需的特性。

团队据此制出一种基于光干涉的器件，并在实验中证明它能起到光隔离器的作用。对比正向传输的信号光与反向传输的反射光的输出显示，在光通信波长范围内反射光减少了约95%。电子显微镜观测结果还证实，激光照射区域的磁光石榴石已在硅波导上成功结晶。这项定点加热的思路也有望应用到其他精密制造领域。

编辑：林一舟