日本東京大學Takagi-Takenaka教授團隊的康劍(音譯)博士將在今年OFC上介紹他們的鍺基半導體光器件技術。這些器件在中紅外光信號傳輸上可以扮演重要角色。許多重要的分子,比如二氧化碳,都可以吸收中紅外光,從而可以實現不同的傳感功能。中紅外的傳感器在醫療,環保等許多領域都有很好的應用前景。
根據康博士的介紹,鍺材料在中紅外傳輸上有許多優勢。這些優勢包括第一在中紅外波長,鍺材料的透過性更好。第二,更高折射率可以讓光速減慢;第三,三階非線性效應更大,有利于光信號放大或者自聚焦。第四,自由carrier效應更強,電子空穴的充電更快,有利于實現光調制。第五,鍺材料的熱光效應比硅材料好,這意味著更好受溫度控制。
康博士說,鍺材料的這些特性讓鍺光器件在中紅外具有更高性能,可以實現更多功能。目前基于stained-Ge和GeSn材料的激光器技術已經有很大進步,這讓鍺基光器件在實現功能集成上具有更好前景。康博士和他的同事目前已經開發了多種光器件,包括光柵耦合器,MMI耦合器,微型環諧振器。光柵耦合器用于從自由空間到波導的耦合。MMI耦合器用于實現光信號路由,微環則用于實現波長過濾。下一步康博士和他的團隊還在努力爭取制作基于鍺材料的光開關。
目前對于康博士和他的團隊來說,最難的還在于對于工藝的實現,尤其是鍺晶圓的polishing和腐蝕。康博士說,鍺光器件的工藝現在還不如硅光工藝,這個領域還是非常新,需要大量的優化工作。但是,他相信,鍺光器件在中紅外領域的應用前景。在中紅外應用中,鍺光器件可以做得更小,更好集成。
除了在醫療和環保領域的應用,康博士認為,鍺光器件還可以實現更快的因特網。
(關鍵字:鍺)