近日,日本京瓷公司与东北大学电气通信研究所科学家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。
生成式人工智能等数据密集型技术不断演进,数据中心既要少耗能,又要多处理信息。硅光子芯片能用光高效传输数据,正好派上用场。硅光子芯片对于共封装光学(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。
为此,团队开发出一种单片集成技术:用激光退火,只加热芯片上需要处理的那一小块区域,把光隔离器直接集成在硅光子芯片上。激光退火,是用高能激光束快速加热、冷却材料表面,从而改变其微观结构或表面状态的工艺。
具体而言,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,赋予其抑制反射光所需的特性。借助这项技术,团队研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。结果显示,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。
(杜敏)