硅光子技術(shù)全面普及：體驗(yàn)硅發(fā)光技術(shù)的進(jìn)展（四）

　　作為其核心技術(shù)，目前已經(jīng)開發(fā)出了激光振蕩元件、光開關(guān)及光RAM等，每個(gè)元件的尺寸為5～15μm見方。這樣便能以100萬個(gè)/cm2的密度集成光元件。其中，光開關(guān)的耗電量非常小，只有660aJ/bit，與電信號(hào)相比，有望大幅降低耗電量。該公司就這些技術(shù)表示，“打算2025年前后實(shí)現(xiàn)能貼在微處理器上的智能光網(wǎng)絡(luò)芯片”（納富）。

　　現(xiàn)在的光子晶體未采用硅基，因?yàn)楹茈y采用硅基以高效率制作主動(dòng)元件。不過，結(jié)合發(fā)光的鍺和硅等技術(shù)的話，就有可能實(shí)現(xiàn)硅基光子晶體。

DWDM可能是最后的課題

　　另一個(gè)課題是DWDM，以數(shù)十Tbps/cm2進(jìn)行硅光子光傳輸可能需要DWDM。該技術(shù)早在15年前就已普遍用于長距離通信用設(shè)備等，但用于硅光子則非常難。其中一個(gè)原因是，各個(gè)光元件發(fā)出的光的波長以及通過波導(dǎo)的光的波長因溫度變化存在巨大偏差（圖11）。將長距離通信設(shè)備使用的溫度控制功能用于硅光子技術(shù)的成本過高，不現(xiàn)實(shí)。

　　圖11：是采用波分復(fù)用（WDM）還是采用光多級(jí)調(diào)制

　　波分復(fù)用（WDM）技術(shù)和光多級(jí)調(diào)制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和課題的比較。WDM的一大課題是耐溫度變化性較弱，而光多級(jí)調(diào)制存在電路規(guī)模和元件成本增大的課題。

　　因此，增加光傳輸容量的方法方面，與DWDM相比，近來更重視多級(jí)調(diào)制的光傳輸技術(shù)人員越來越多。

　　但也有研究人員認(rèn)為，“相對于電傳輸，利用DWDM是光傳輸?shù)谋举|(zhì)優(yōu)勢，必須要推進(jìn)利用DWDM的研究開發(fā)”（東京大學(xué)的和田）。最近，MIT的研究人員還在開發(fā)使波導(dǎo)不依賴于溫度的技術(shù)（圖12）。

　　圖12：還實(shí)現(xiàn)了折射率不依賴溫度的硅波導(dǎo)

　　本圖為MIT開發(fā)的折射率基本不依賴溫度的光波導(dǎo)概要。隨著溫度的上升，硅的折射率會(huì)變大，而樹脂的折射率會(huì)變小。因此，波導(dǎo)的有效折射率基本固定。

　　MIT將覆蓋波導(dǎo)硅芯的“包覆”部的一部分換成了樹脂。這樣，波長對溫度的依賴性基本就不存在了。