研究目的
提供硅光子学领域的最新概述，阐述其对光纤通信的影响，以及该技术向传感器和深度学习等新领域的拓展。
研究成果
硅光子技术目前正深刻影响着光纤收发器行业，推动着更小尺寸和更低每比特传输成本的趋势发展。其缺乏原生激光器的弱点，通过高良率工艺、低成本晶圆以及与电子器件共封装的能力得以克服。它不再只是替代现有的光收发器技术，而是催生光学应用的新领域。该技术还延伸至其他领域，包括传感器和深度学习。
研究不足
主要限制在于硅和锗的间接带隙特性导致硅光子学中缺乏原生集成的激光器。
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硅光子学特刊[本期导读]
DOI：10.1109/JPROC.2018.2879250
期刊：Proceedings of the IEEE
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
硅作为电子平台已广为人知，1987年由索雷夫和贝内特首次深入探索其作为光学波导平台的潜力。光纤通信波长的光能以极高透射率穿过晶体硅。通过在绝缘体上硅晶圆的薄晶体硅层上蚀刻，可制成硅波导。由于硅的折射率远高于周围氧化物，这些波导可实现小于五微米的弯曲半径，从而制造出紧凑的分束器/合束器、滤波器和偏振元件。通过快速改变光路中硅的自由电子和空穴密度可制成高速光调制器，而在硅上外延生长锗并利用电连接的p-n结则可制成光电探测器。要完善光学集成平台，唯一缺失的是集成光源——由于硅和锗的间接带隙特性，这极具挑战性。尽管迄今尚未基于硅本身实现实用的电泵浦发光器件，但已有多项混合与异质解决方案见诸报道。
作者：
CHRISTOPHER R. DOERR，ROEL BAETS
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