Представлен доступный для массового производства интегрируемый чип оптического изолятора

Ожидается, что в будущих фотонных интегральных схемах оптический изолятор станет фундаментальным и универсальным компонентом, выполняющим функцию оптического диода.

Оптические изоляторы находят применение в различных областях, в том числе в современных оптических приемопередающих модулях для центров обработки данных и в новых технологиях, таких как полностью интегрированная оптика в едином корпусе (Co-Packaged Optics, CPO), оптические нейронные сети, чипы для квантовых компьютеров и сканеры LiDAR для беспилотных автомобилей. В конечном счете эти чипы играют важнейшую роль в полупроводниковых технологиях следующего поколения, обеспечивая оптические межсоединения и гибридные оптоэлектронные интегральные схемы для высокоскоростной передачи сигналов высокой мощности между электронными чипами.

Компания PhotoniSol Inc. объявила о новом техническом прорыве: успешной демонстрации монолитных интегральных оптических изоляторов с магнитооптическими пленками с напылением на кремниевых волноводах, производство которых можно адаптировать к обычным линиям по выпуску КМОП-структур.

Оптические изоляторы, также известные как «оптические диодные чипы», являются важнейшими компонентами фотонных интегральных схем (ФИС). Они обеспечивают стабильную работу лазера, предотвращая прерывание лазерного излучения за счет обратного отражения света и способствуя надлежащей обработке оптического сигнала. Оптические изоляторы, совместимые с КМОП-технологией, особенно важны при интеграции различных лазерных диодов, оптических усилителей, модуляторов и устройств мультиплексирования. Они защищают передатчики оптических сигналов, обеспечивают стабильную подачу лазерного луча в заданном направлении без потери сигнала с помощью оптических полупроводниковых усилителей (ОПУ) и контролируют поток оптических сигналов, блокируя нежелательную утечку. Интегрируемые оптические изоляторы долгое время были узким местом в технологии фотонных интегральных схем.

Разработка микросхем оптических изоляторов началась в начале 1970-х годов, но ни одна из них до сих пор не нашла практического применения. Хотя в некоторых технических документах говорится об оптических изоляторах с низкими потерями, их фактические суммарные оптические потери обычно превышают 15 дБ из-за использования тонкого кремниевого слоя в пластинах «кремний на изоляторе» (КНИ). Недавно были представлены чипы оптических изоляторов с малыми потерями на основе волноводов из нитрида кремния, но низкий показатель преломления обычных волноводов из нитрида кремния по сравнению с магнитооптическими пленками затрудняет формирование волнового канала.