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【48812】经过微搬运印刷完成彻底集成的混合外腔激光器

时间: 2024-07-13 02:42:06 |   作者: 新闻中心

　　本文介绍的论文初次展现了经过微搬运印制技能（μTP）完成的边际耦合装备的全集成混合外腔激光器（HECL）。

　　7/11/2024，光纤在线讯，因为CMOS微电子工业的老练以及绝缘体上硅（SOI）和氮化硅（SiN）渠道的可用性，光子集成电路获得了巨大的开展。但是，因为硅的直接带隙导致其缺少高效光源，因而有必要在电信波长范畴的运用中集成III-V资料，如根据InP的增益资料。将InP增益资料集成到SOI和SiN波导中的最有用办法之一是边际耦合，能供给宽带、偏振无关的低耦合损耗（小于1dB）。

　　本文介绍的论文初次展现了经过微搬运印制技能（μTP）完成的边际耦合装备的全集成混合外腔激光器（HECL）。该混合外腔激光器在广泛的驱动电流范围内均可进行单模激光操作，并具有高边模按捺比（SMSR），是低成本、大批量制作光子集成电路的抱负解决方案。

　　因为晶格常数不匹配和兼容性问题，在硅上直接成长InP资料极具挑战性。微搬运印刷（μTP）供给了一种远景宽广的解决方案，它可以以亚微米级的精度，将器材或资料裸片高吞吐量、并行和可扩展地搬运到任何渠道上的所需方位，并且不会糟蹋III-V资料。

　　图1-a）转印RSOA与SU8聚合物波导之间的耦合示意图，以及将光线推入SiN波导的锥度；b）芯片的光学显微镜图画，显现转印RSOA到SiN上，并与SU8聚合物波导和SiN波导及光谐振器（一维PhC）耦合。在这项作业中，蚀刻面InP反射半导体光放大器（RSOA）经过电子束光刻技能（EBL）从其基底上切开、开释，并经过μTP异质集成到预先刻有沟槽的SiN芯片、SU8聚合物波导、SiN波导和SiN光谐振器（一维光子晶体）上。经过低于0.5μm的μTP精度，保证了RSOAs发射面的横向对准，并运用薄蒸气涂层BCB层完成了90%以上的高粘合率。

　　图2-a）在不同驱动电流下丈量的一个HECL的单模激光光谱；b）脉冲驱动电流（20kHz和0.1%占空比）下（a）中HECL的单模激光光谱。为了评价激光器的运作状况，对根据与SiN光学谐振器耦合的μTPRSOAs的全集成HECL进行了电气和光学表征。图2显现了其间一个HECL在接连波（CW）和脉冲（20kHz，0.1%占空比）作业时测得的激光光谱。

　　在接连波作业形式下，HECL在40mA至65mA的驱动电流范围内显现出30-40dB的单模激光作业状况。在作业期间，因为增益和芯片发热，激光波长会跟着驱动电流的添加而移动。在脉冲操作中，因为加热效果大幅度的下降，因而在所研讨的整个驱动电流范围内，激光波长都能保持安稳，这证明了安稳单模操作的潜力。

　　这项研讨初次展现了经过微搬运印制技能完成的边际耦合装备的全集成HECL。该HECL在很宽的驱动电流范围内完成了单模运转，SMSR在40dB范围内。运用μTP的集成办法无需贵重而耗时的有源对准，为低成本、大批量制作光子集成电路供给了或许。

　　经过μTP成功展现了彻底集成的HECL，为逐渐推进光子集成电路技能的开展拓荒了途径，使高性能、超高的性价比和可扩展的光子器材得以完成，适用于电信、传感和光核算等各种运用。