世界科技研究与发展 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (6): 758-771.doi: 10.16507/j.issn.1006-6055.2024.10.007 cstr: 32308.14.1006-6055.2024.10.007
刘万霖1,2 吕尊仁1,2 汪帅1,2 柴宏宇1,2 杨晓光1,2 杨涛1,2
LIU Wanlin1,2 LV Zunren1,2 WANG Shuai1,2 CHAI Hongyu1,2 YANG Xiaoguang1, 2 YANG Tao1,2
摘要: 硅光集成结合了光电子高速率、低串扰和微电子高集成、低成本的优势,是突破当前微电子芯片性能墙、功耗墙等瓶颈,实现信息高速传输与处理的重要路径。经过二十余年的快速发展,硅光芯片用光波导、光调制器、光探测器、分波/合波器等元器件及其小规模集成已经基本成熟,但高性能的硅基光源尚未完全解决。由于本征硅的发光效率极低,如何将III-V族激光器集成到硅光芯片上并实现其与片上波导的低损耦合,是目前亟待解决的核心问题。量子点材料具有对载流子三维方向的强限制,使得量子点激光器呈现出低功耗、高工作温度、高温度稳定、强抗反馈等优异特性,被视为未来硅基光源的主流。本文面向大规模、高密度的硅光集成,重点介绍片上键合和异质集成两类量子点激光器方案,及光子引线、端面耦合和倏逝波耦合三种波导耦合方案,以期为尽早完成高性能激光光源这一硅光集成中的“最后一块拼图”提供启发。