Кремниевые фотонные устройства могут быть изготовлены с использованием существующих технологий изготовления полупроводников , а поскольку кремний уже используется в качестве подложки для большинства интегральных схем , можно создавать гибридные устройства, в которых оптические и электронные компоненты интегрированы в один микрочип. [6] Следовательно, кремниевая фотоника активно исследуется многими производителями электроники, включая IBM и Intel , а также академическими исследовательскими группами, как средство соблюдения закона Мура за счет использования оптических межсоединений для обеспечения более быстрой передачи данных как между и внутри микрочипов . [7] [8] [9]
Распространение света через кремниевые устройства определяется рядом нелинейных оптических явлений, включая эффект Керра , эффект Рамана , двухфотонное поглощение и взаимодействие между фотонами и свободными носителями заряда . [10] Наличие нелинейности имеет фундаментальное значение, поскольку оно позволяет свету взаимодействовать со светом, [11] что позволяет использовать такие приложения, как преобразование длины волны и полностью оптическая маршрутизация сигналов, в дополнение к пассивной передаче света.
Кремниевые волноводы также представляют большой академический интерес благодаря своим уникальным направляющим свойствам, их можно использовать для связи, межсоединений, биосенсоров [12] [13] и они предлагают возможность поддерживать экзотические нелинейные оптические явления, такие как распространение солитонов . [14] [15] [16]
Приложения
Оптическая связь
В типичной оптической линии данные сначала передаются из электрической области в оптическую с помощью электрооптического модулятора или лазера с прямой модуляцией. Электрооптический модулятор может изменять интенсивность и/или фазу оптической несущей. В кремниевой фотонике обычным методом модуляции является изменение плотности свободных носителей заряда. Вариации плотности электронов и дырок изменяют действительную и мнимую часть показателя преломления кремния, как это описывается эмпирическими уравнениями Сорефа и Беннета. [17] Модуляторы могут состоять как из PIN-диодов с прямым смещением , которые обычно генерируют большие фазовые сдвиги, но имеют более низкую скорость, [18] , так и из PN-переходов с обратным смещением . [19] Был продемонстрирован прототип оптического межсоединения с микрокольцевыми модуляторами, интегрированными с германиевыми детекторами. [20] [21]
Нерезонансные модуляторы, такие как интерферометры Маха-Цендера , имеют типичные размеры в миллиметровом диапазоне и обычно используются в телекоммуникационных приложениях или приложениях передачи данных. Резонансные устройства, например кольцевые резонаторы, могут иметь размеры всего несколько десятков микрометров, занимая поэтому гораздо меньшую площадь. В 2013 году исследователи продемонстрировали резонансный модулятор истощения, который можно изготовить с использованием стандартных производственных процессов комплементарного металл-оксид-полупроводник кремний-на-изоляторе (SOI CMOS). [22] Аналогичное устройство было продемонстрировано и в объемной КМОП, а не в КНИ. [23] [24]
На стороне приемника оптический сигнал обычно преобразуется обратно в электрический домен с помощью полупроводникового фотодетектора . Полупроводник, используемый для генерации носителей, обычно имеет ширину запрещенной зоны, меньшую, чем энергия фотона, и наиболее распространенным выбором является чистый германий. [25] [26] Большинство детекторов используют PN-переход для извлечения носителей, однако детекторы на основе переходов металл-полупроводник (с германием в качестве полупроводника) также интегрируются в кремниевые волноводы. [27] Совсем недавно были изготовлены кремний-германиевые лавинные фотодиоды , способные работать со скоростью 40 Гбит/с. [28] [29]
Полные трансиверы поступили в продажу в виде активных оптических кабелей. [30]
Оптические коммуникации удобно классифицировать по радиусу действия или длине их каналов. Большинство кремниевых фотонных коммуникаций до сих пор ограничивались телекоммуникациями [31]
и приложениями передачи данных, [32] [33] , где радиус действия составляет несколько километров или несколько метров соответственно.
Однако ожидается, что кремниевая фотоника сыграет значительную роль и в компьютерной связи, где оптические линии связи имеют радиус действия в диапазоне от сантиметра до метра. Фактически, прогресс компьютерных технологий (и продолжение действия закона Мура ) становится все более зависимым от более быстрой передачи данных между микрочипами и внутри них. [34] Оптические межсоединения могут обеспечить путь вперед, а кремниевая фотоника может оказаться особенно полезной после ее интеграции в стандартные кремниевые чипы. [6] [35] [36] В 2006 году старший вице-президент Intel — и будущий генеральный директор — Пэт Гелсингер заявил: «Сегодня оптика — это нишевая технология. Завтра она станет основной для каждого чипа, который мы создаём». [8] В 2010 году Intel продемонстрировала соединение со скоростью 50 Гбит/с, созданное с помощью кремниевой фотоники. [37]
Первый микропроцессор с оптическим вводом/выводом (I/O) был продемонстрирован в декабре 2015 года с использованием подхода, известного как КМОП-фотоника с «нулевыми изменениями». [38] Это известно как «волокно к процессору». [39]
Эта первая демонстрация была основана на узле SOI 45 нм, а двунаправленная связь между чипами работала со скоростью 2×2,5 Гбит/с. Общее энергопотребление линии связи было рассчитано как 16 пДж/б, и в нем преобладала доля внечипового лазера.
Некоторые исследователи полагают , что необходим встроенный в кристалл лазерный источник. [40] Другие считают, что он должен оставаться вне кристалла из-за тепловых проблем (квантовая эффективность снижается с ростом температуры, а компьютерные чипы обычно нагреваются) и из-за проблем совместимости с КМОП. Одним из таких устройств является гибридный кремниевый лазер , в котором кремний связан с другим полупроводником (например, фосфидом индия ) в качестве лазерной среды . [41] Другие устройства включают полностью кремниевый рамановский лазер [42] или полностью кремниевые бриллюэновские лазеры [43] , в которых кремний служит средой генерации.
В 2012 году IBM объявила, что ей удалось создать оптические компоненты размером 90 нанометров, которые можно производить с использованием стандартных технологий и включать в обычные чипы. [7] [44] В сентябре 2013 года компания Intel анонсировала технологию передачи данных со скоростью 100 гигабит в секунду по кабелю диаметром примерно пять миллиметров для соединения серверов внутри центров обработки данных. Обычные кабели передачи данных PCI-E передают данные со скоростью до восьми гигабит в секунду, а сетевые кабели достигают скорости 40 Гбит/с. Последняя версия стандарта USB достигает максимальной скорости в десять Гбит/с. Эта технология не заменяет напрямую существующие кабели, поскольку требует отдельной печатной платы для взаимного преобразования электрических и оптических сигналов. Его повышенная скорость позволяет сократить количество кабелей, соединяющих блейды в стойке, и даже разделить процессор, хранилище и память на отдельные блейды, чтобы обеспечить более эффективное охлаждение и динамическую настройку. [45]
Графеновые фотодетекторы потенциально могут превзойти германиевые устройства в нескольких важных аспектах, хотя они все еще примерно на порядок отстают от нынешних генерирующих мощностей, несмотря на быстрое улучшение. Графеновые устройства могут работать на очень высоких частотах и в принципе могут достигать более высокой пропускной способности. Графен может поглощать более широкий диапазон длин волн, чем германий. Это свойство можно использовать для одновременной передачи большего количества потоков данных в одном и том же луче света. В отличие от германиевых детекторов, графеновые фотодетекторы не требуют приложенного напряжения, что может снизить потребности в энергии. Наконец, графеновые детекторы в принципе допускают более простую и менее дорогую интеграцию на кристалле. Однако графен не сильно поглощает свет. Соединение кремниевого волновода с листом графена лучше направляет свет и максимизирует взаимодействие. Первое такое устройство было продемонстрировано в 2011 году. Производство таких устройств с использованием традиционных технологий производства не демонстрировалось. [46]
Оптические маршрутизаторы и процессоры сигналов
Другое применение кремниевой фотоники – маршрутизаторы сигналов для оптической связи . Конструкцию можно значительно упростить, изготовив оптические и электронные части на одном чипе, а не распределяя их по нескольким компонентам. [47] Более широкой целью является полностью оптическая обработка сигналов, при которой задачи, которые обычно выполняются путем манипулирования сигналами в электронной форме, выполняются непосредственно в оптической форме. [3] [48] Важным примером является полностью оптическая коммутация , при которой маршрутизация оптических сигналов напрямую контролируется другими оптическими сигналами. [49] Другим примером является полностью оптическое преобразование длины волны. [50]
В 2013 году стартап-компания Compass-EOS, базирующаяся в Калифорнии и Израиле , первой представила коммерческий маршрутизатор «кремний-фотоника». [51]
Телекоммуникации дальнего действия с использованием кремниевой фотоники
Кремниевая микрофотоника потенциально может увеличить пропускную способность Интернета , предоставляя микромасштабные устройства со сверхнизким энергопотреблением. Более того, если это будет успешно достигнуто, энергопотребление центров обработки данных может быть значительно снижено. Исследователи из Sandia , [52] Kotura, NTT , Fujitsu и различных академических институтов пытались доказать эту функциональность. В статье 2010 года сообщалось о прототипе передачи данных на расстояние 80 км со скоростью 12,5 Гбит/с с использованием кремниевых микрокольцевых устройств. [53]
Кремниевая фотоника используется в процессорах вывода искусственного интеллекта, которые более энергоэффективны, чем процессоры, использующие обычные транзисторы. Это можно сделать с помощью интерферометров Маха-Цендера (ИМЦ), которые можно комбинировать с наноэлектромеханическими системами для модуляции проходящего через него света путем физического изгиба ИМЦ, что изменяет фазу света. [55] [56] [57]
Физические свойства
Оптическое наведение и настройка дисперсии
Кремний прозрачен для инфракрасного света с длиной волны более 1,1 микрометра. [58] Кремний также имеет очень высокий показатель преломления , около 3,5. [58] Жесткое оптическое ограничение, обеспечиваемое этим высоким индексом, позволяет создавать микроскопические оптические волноводы , размеры поперечного сечения которых могут составлять всего несколько сотен нанометров . [10] Может быть достигнуто одномодовое распространение, [10] таким образом (как и в одномодовом оптическом волокне ) устраняется проблема модовой дисперсии .
Сильные диэлектрические граничные эффекты , возникающие в результате такого жесткого ограничения, существенно изменяют закон оптической дисперсии . Выбрав геометрию волновода, можно настроить дисперсию так, чтобы она имела желаемые свойства, что имеет решающее значение для приложений, требующих сверхкоротких импульсов. [10] В частности, можно тщательно контролировать дисперсию групповой скорости (то есть степень изменения групповой скорости в зависимости от длины волны). В объемном кремнии размером 1,55 микрометра дисперсия групповой скорости (ДГС) является нормальной , поскольку импульсы с более длинными волнами распространяются с более высокой групповой скоростью, чем импульсы с более короткой длиной волны. Однако, выбрав подходящую геометрию волновода, можно обратить это вспять и добиться аномальной ДГС, при которой импульсы с более короткими длинами волн распространяются быстрее. [59] [60] [61] Аномальная дисперсия имеет большое значение, поскольку она является предпосылкой для распространения солитонов и модуляционной нестабильности . [62]
Чтобы кремниевые фотонные компоненты оставались оптически независимыми от основного кремния пластины, на которой они изготовлены, необходимо иметь слой промежуточного материала. Обычно это кремнезем , который имеет гораздо более низкий показатель преломления (около 1,44 в интересующей области длин волн [63] ), и поэтому свет на границе раздела кремний-кремний будет (как и свет на границе кремний-воздух) подвергаться полному внутреннему воздействию. отражение и остаются в кремнии. Эта конструкция известна как кремний на изоляторе. [4] [5] Он назван в честь технологии кремния на изоляторе в электронике, при которой компоненты размещаются на слое изолятора , чтобы уменьшить паразитную емкость и тем самым улучшить производительность. [64]
Керровская нелинейность
Кремний обладает фокусирующей керровской нелинейностью , заключающейся в том, что показатель преломления увеличивается с увеличением оптической интенсивности. [10] Этот эффект не особенно силен в объемном кремнии, но его можно значительно усилить, используя кремниевый волновод для концентрации света в очень малой площади поперечного сечения. [14] Это позволяет наблюдать нелинейные оптические эффекты при малых мощностях. Нелинейность можно еще больше усилить, используя щелевой волновод , в котором высокий показатель преломления кремния используется для удержания света в центральной области, заполненной сильно нелинейным полимером . [65]
Керровская нелинейность лежит в основе множества оптических явлений. [62] Одним из примеров является четырехволновое смешивание , которое применяется в кремнии для реализации оптического параметрического усиления , [66] параметрического преобразования длины волны, [50] и генерации гребенки частот., [67] [68]
Нелинейность Керра также может вызывать модуляционную нестабильность , при которой она усиливает отклонения от формы оптического сигнала, что приводит к генерации боковых спектральных полос и возможному распаду формы сигнала на последовательность импульсов. [69] Другим примером (описанным ниже) является распространение солитона.
Двухфотонное поглощение
Кремний демонстрирует двухфотонное поглощение (ДФА), при котором пара фотонов может возбуждать пару электрон-дырка . [10] Этот процесс связан с эффектом Керра и по аналогии с комплексным показателем преломления может рассматриваться как мнимая -часть комплексной керровской нелинейности. [10] На длине волны телекоммуникаций 1,55 микрометра эта мнимая часть составляет примерно 10% от действительной части. [70]
Влияние TPA очень разрушительно, поскольку оно одновременно теряет свет и выделяет нежелательное тепло . [71] Однако это можно смягчить, либо переключившись на более длинные волны (при которых отношение TPA к Керру падает), [72] или используя щелевые волноводы (в которых внутренний нелинейный материал имеет более низкое отношение TPA к Керру). . [65] Альтернативно, энергия, потерянная из-за TPA, может быть частично восстановлена (как описано ниже) путем извлечения ее из генерируемых носителей заряда. [73]
Бесплатное взаимодействие с носителями заряда
Свободные носители заряда внутри кремния могут как поглощать фотоны, так и изменять его показатель преломления. [74] Это особенно важно при высоких интенсивностях и длительной продолжительности из-за концентрации носителей, создаваемой ТРА. Влияние свободных носителей заряда часто (но не всегда) нежелательно, и для их устранения предлагались различные способы. Одна из таких схем — имплантация кремния гелием для усиления рекомбинации носителей . [75] Подходящий выбор геометрии также может быть использован для сокращения срока службы носителя. Ребристые волноводы (в которых волноводы состоят из более толстых областей в более широком слое кремния) усиливают как рекомбинацию носителей на границе раздела кремний-кремний, так и диффузию носителей из сердцевины волновода. [76]
Более совершенная схема удаления носителей заключается в интеграции волновода во внутреннюю область PIN -диода , который смещен в обратном направлении , так что носители оттягиваются от сердцевины волновода. [77] Еще более сложная схема заключается в использовании диода как части цепи, в которой напряжение и ток не совпадают по фазе, что позволяет извлекать мощность из волновода. [73] Источником этой мощности является свет, потерянный в результате поглощения двух фотонов, и поэтому, восстанавливая часть его, чистые потери (и скорость выделения тепла) могут быть уменьшены.
Как упоминалось выше, эффекты свободных носителей заряда можно использовать и конструктивно, для модуляции света. [18] [19] [78]
Кремний демонстрирует эффект комбинационного рассеяния света , при котором фотон заменяется фотоном с немного другой энергией, что соответствует возбуждению или релаксации материала. В рамановском переходе кремния преобладает один очень узкий частотный пик, что проблематично для широкополосных явлений, таких как рамановское усиление , но полезно для узкополосных устройств, таких как рамановские лазеры . [10] Ранние исследования рамановского усиления и рамановских лазеров начались в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, что привело к демонстрации чистого усиления кремниевых рамановских усилителей и кремниевого импульсного рамановского лазера с волоконным резонатором (Optics express 2004). В результате в 2005 году были изготовлены полностью кремниевые рамановские лазеры. [42]
Эффект Бриллюэна
При эффекте комбинационного рассеяния фотоны смещаются в красную или синюю область под действием оптических фононов с частотой около 15 ТГц. Однако кремниевые волноводы также поддерживают акустические фононные возбуждения. Взаимодействие этих акустических фононов со светом называется рассеянием Бриллюэна . Частоты и формы мод этих акустических фононов зависят от геометрии и размера кремниевых волноводов, что позволяет создавать сильное рассеяние Бриллюэна на частотах от нескольких МГц до десятков ГГц. [84] [85] Вынужденное рассеяние Бриллюэна использовалось для создания узкополосных оптических усилителей [86] [87] [88] , а также полностью кремниевых бриллюэновских лазеров. [43] Взаимодействие между фотонами и акустическими фононами также изучается в области оптомеханики полостей , хотя для наблюдения взаимодействия не требуются трехмерные оптические резонаторы. [89] Например, помимо кремниевых волноводов оптомеханическая связь была также продемонстрирована в волокнах [90] и в халькогенидных волноводах. [91]
Солитоны
Эволюцию света в кремниевых волноводах можно аппроксимировать кубическим нелинейным уравнением Шредингера [10] , которое отличается наличием солитонных решений , подобных sech . [92] Эти оптические солитоны (которые также известны в оптическом волокне ) возникают в результате баланса между фазовой автомодуляцией (которая вызывает смещение переднего фронта импульса в красную сторону , а заднего фронта — в синюю) и аномальной дисперсией групповой скорости. [62] Такие солитоны наблюдались в кремниевых волноводах группами из университетов Колумбии , [14] Рочестера , [15] и Бата . [16]
^ Сореф, Ричард А.; Лоренцо, Джозеф П. (1986). «Полностью кремниевые активные и пассивные волноводные компоненты для лямбда = 1,3 и 1,6 микрон». Журнал IEEE по квантовой электронике . 22 (6): 873–879. Бибкод : 1986IJQE...22..873S. дои : 10.1109/JQE.1986.1073057. Архивировано из оригинала 2 декабря 2020 года . Проверено 2 июля 2019 г.
^ abc Липсон, Михал (2005). «Направление, модуляция и излучение света на кремнии – проблемы и возможности». Журнал световых технологий . 23 (12): 4222–4238. Бибкод : 2005JLwT...23.4222L. дои : 10.1109/JLT.2005.858225. S2CID 42767475.
^ ab «Кремниевая интегрированная нанофотоника». Исследования IBM . Архивировано из оригинала 9 августа 2009 года . Проверено 14 июля 2009 г.
^ ab "Кремниевая фотоника". Интел. Архивировано из оригинала 28 июня 2009 года . Проверено 14 июля 2009 г.
^ SPIE (5 марта 2015 г.). «Пленарный доклад Ю. А. Власова: Кремниевая интегрированная нанофотоника: от фундаментальной науки к технологической технологии». Отдел новостей SPIE . дои : 10.1117/2.3201503.15.
^ abcdefghi Деккер, Р.; Усечак, Н; Фёрст, М; Дриссен, А (2008). «Сверхбыстрые нелинейные полностьюоптические процессы в волноводах кремний-на-изоляторе» (PDF) . Физический журнал Д. 40 (14): Р249–Р271. Бибкод : 2007JPhD...40..249D. дои : 10.1088/0022-3727/40/14/r01. S2CID 123008652.
^ abc Се, И.-Вэй; Чен, Сяоган; Дадап, Джерри И.; Панойу, Николае К.; Осгуд, Ричард М.; Макнаб, Шари Дж.; Власов, Юрий А. (2006). «Сверхбыстроимпульсная автомодуляция и дисперсия третьего порядка в кремниевых фотонных проволочных волноводах». Оптика Экспресс . 14 (25): 12380–12387. Бибкод : 2006OExpr..1412380H. дои : 10.1364/OE.14.012380 . ПМИД 19529669.
^ Аб Чжан, Цзидун; Линь, Цян; Пиредда, Джованни; Бойд, Роберт В.; Агравал, Говинд П.; Фоше, Филипп М. (2007). «Оптические солитоны в кремниевом волноводе». Оптика Экспресс . 15 (12): 7682–7688. Бибкод : 2007OExpr..15.7682Z. дои : 10.1364/OE.15.007682 . PMID 19547096. S2CID 26807722.
^ Аб Дин, В.; Бентон, К.; Горбач А.В.; Уодсворт, штат Вашингтон; Найт, Джей Си; Скрябин Д.В.; Гнан, М.; Соррел, М.; де ла Рю, РМ (2008). «Солитоны и спектральное уширение в длинных фотонных проводах кремний-на-изоляторе». Оптика Экспресс . 16 (5): 3310–3319. Бибкод : 2008OExpr..16.3310D. дои : 10.1364/OE.16.003310 . ПМИД 18542420.
^ Сореф, Ричард А.; Беннетт, Брайан Р. (1987). «Электрооптические эффекты в кремнии». Журнал IEEE по квантовой электронике . 23 (1): 123–129. Бибкод : 1987IJQE...23..123S. дои : 10.1109/JQE.1987.1073206. Архивировано из оригинала 2 декабря 2020 года . Проверено 2 июля 2019 г.
^ аб Барриос, Калифорния; Алмейда, VR; Панепуччи, Р.; Липсон, М. (2003). «Электрооптическая модуляция волноводных устройств субмикрометрового размера на основе кремния на изоляторе». Журнал световых технологий . 21 (10): 2332–2339. Бибкод : 2003JLwT...21.2332B. дои : 10.1109/JLT.2003.818167.
^ Вэнс, Эшли . «Intel запускает технологию межчипового взаимодействия нового поколения». Регистр. Архивировано из оригинала 4 октября 2012 года . Проверено 26 июля 2009 г.
^ Шейнлайн, Дж. М.; Оркатт, Дж. С.; Уэйд, Монтана; Наммари, К.; Мосс, Б.; Георгас, М.; Сан, К.; Рам, Р.Дж.; Стоянович, В.; Попович, Массачусетс (2013). «Оптический модулятор несущей плазмы в режиме обеднения в усовершенствованной КМОП с нулевым изменением». Оптические письма . 38 (15): 2657–2659. Бибкод : 2013OptL...38.2657S. дои : 10.1364/OL.38.002657. PMID 23903103. S2CID 16603677.
^ «Крупный прорыв в кремниевой фотонике может обеспечить дальнейший экспоненциальный рост микропроцессоров» . КурцвейлАИ. 8 октября 2013 года. Архивировано из оригинала 8 октября 2013 года . Проверено 8 октября 2013 г.
^ Шейнлайн, Дж. М.; Оркатт, Дж. С.; Уэйд, Монтана; Наммари, К.; Техар-Захав, О.; Штернберг, З.; Мид, Р.; Рам, Р.Дж.; Стоянович, В.; Попович, Массачусетс (2013). «Поликремниевые оптические модуляторы в режиме обеднения в процессе комплементарного металлооксидного полупроводника». Оптические письма . 38 (15): 2729–2731. Бибкод : 2013OptL...38.2729S. дои : 10.1364/OL.38.002729. PMID 23903125. S2CID 6228126.
^ Кучарски, Д.; и другие. (2010). «Оптический приемник 10 Гбит / с, 15 мВт со встроенным германиевым фотодетектором и гибридным индуктором с максимумом по технологии SOI CMOS 0,13 мкм». Сборник технических статей конференции по твердотельным схемам (ISSCC) : 360–361.
^ Ганн, Кэри; Мазини, Джанлоренцо; Витценс, Дж.; Капеллини, Г. (2006). «КМОП-фотоника с использованием германиевых фотодетекторов». ECS-транзакции . 3 (7): 17–24. Бибкод : 2006ECSTr...3g..17G. дои : 10.1149/1.2355790. S2CID 111820229.
^ Модайн, Остин (8 декабря 2008 г.). «Intel объявляет о самом быстром в мире кремниевом фотонном детекторе». Регистр. Архивировано из оригинала 10 августа 2017 года . Проверено 10 августа 2017 г.
^ Нарасимха, А. (2008). «Оптоэлектронный приемопередатчик QSFP со скоростью 40 Гбит / с, выполненный по технологии КМОП-кремний на изоляторе толщиной 0,13 мкм». Материалы конференции по волоконно-оптической связи (ОФК) : ОМК7. ISBN978-1-55752-859-9. Архивировано из оригинала 16 апреля 2023 года . Проверено 14 сентября 2012 г.
^ Дорр, Кристофер Р.; и другие. (2015). «Кремниевая фотонная интеграция в телекоммуникациях». В Ямаде, Кодзи (ред.). Фотонная интеграция и конвергенция фотоники и электроники на кремнии . Том. 3. Фронтиерс Медиа С.А. п. 7. Бибкод : 2015FrP.....3...37D. дои : 10.3389/fphy.2015.00037 .{{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
^ Оркатт, Джейсон; и другие. (2016). Монолитная кремниевая фотоника со скоростью 25 Гбит/с . Конференция по оптоволоконной связи. ОСА. стр. Th4H.1. doi :10.1364/OFC.2016.Th4H.1.
^ Фредерик, Бёф; и другие. (2015). Последние успехи в исследованиях, разработках и производстве кремниевой фотоники на 300-мм пластинчатой платформе . Конференция по оптоволоконной связи. ОСА. стр. W3A.1. doi :10.1364/OFC.2015.W3A.1.
^ Мейндл, JD (2003). «За пределами закона Мура: эпоха межсоединений». Вычисления в науке и технике . 5 (1): 20–24. Бибкод : 2003CSE.....5a..20M. дои : 10.1109/MCISE.2003.1166548. S2CID 15668981.
^ Оркатт, Дж. С.; и другие. (2008). Демонстрация электронной фотонной интегральной схемы в коммерческом крупномасштабном КМОП-процессе . Конференция по лазерам и электрооптике/Квантовой электронике и лазерной науке и технологиям фотонных систем.
^ Сунь, Чен; и другие. (2015). «Однокристальный микропроцессор, который обменивается данными напрямую с помощью света». Природа . 528 (7583): 534–538. Бибкод : 2015Natur.528..534S. дои : 10.1038/nature16454. PMID 26701054. S2CID 205247044. Архивировано из оригинала 23 июня 2020 года . Проверено 2 июля 2019 г.
^ ab Оттерстрем, Нильс Т.; Бехунин, Райан О.; Киттаус, Эрик А.; Ван, Чжэн; Ракич, Питер Т. (8 июня 2018 г.). «Кремниевый лазер-Бриллюэн». Наука . 360 (6393): 1113–1116. arXiv : 1705.05813 . Бибкод : 2018Sci...360.1113O. doi : 10.1126/science.aar6113. ISSN 0036-8075. PMID 29880687. S2CID 46979719.
↑ Боргино, Дарио (13 декабря 2012 г.). «IBM объединяет оптику и электронику на одном чипе». Gizmag.com. Архивировано из оригинала 22 апреля 2013 года . Проверено 20 апреля 2013 г.
^ Симонит, Том. «Intel представляет оптическую технологию, позволяющую отказаться от медных кабелей и ускорить работу центров обработки данных | Обзор технологий MIT». Technologyreview.com. Архивировано из оригинала 5 сентября 2013 года . Проверено 4 сентября 2013 г.
^ Оркатт, Майк (2 октября 2013 г.) «Оптическая связь на основе графена может сделать вычисления более эффективными. Архивировано 10 мая 2021 г. в Wayback Machine . MIT Technology Review .
^ Аналуи, Бенам; Гукенбергер, Дрю; Кучарский, Дэниел; Нарасимха, Адитьярам (2006). «Полностью интегрированный оптоэлектронный приемопередатчик со скоростью 20 Гбит/с, реализованный на стандартной КМОП-SOI-технологии 0,13 мкм». Журнал IEEE твердотельных схем . 41 (12): 2945–2955. Бибкод : 2006IJSSC..41.2945A. doi :10.1109/JSSC.2006.884388. S2CID 44232146.
^ Власов, Юрий; Грин, Уильям М.Дж.; Ся, Фэннянь (2008). «Высокопроизводительный кремниевый нанофотонный нечувствительный к длине волны переключатель для внутрикристальных оптических сетей». Природная фотоника . 2 (4): 242–246. дои : 10.1038/nphoton.2008.31.
^ аб Фостер, Марк А.; Тернер, Эми К.; Салем, Реза; Липсон, Михал ; Гаэта, Александр Л. (2007). «Широкополосное параметрическое преобразование длины волны непрерывного действия в кремниевых нановолноводах». Оптика Экспресс . 15 (20): 12949–12958. Бибкод : 2007OExpr..1512949F. дои : 10.1364/OE.15.012949 . PMID 19550563. S2CID 12219167.
^ «После шести лет планирования Compass-EOS бросает вызов Cisco, чтобы создать невероятно быстрые маршрутизаторы» . www.venturebeat.com. 12 марта 2013 г. Архивировано из оригинала 5 мая 2013 г. . Проверено 25 апреля 2013 г.
^ Зортман, Вашингтон (2010). «Измерение потерь мощности и извлечение частотного чирпа в модуляторах кремниевого микродискового резонатора». Конференция по оптоволоконной связи . стр. ОМИ7. doi :10.1364/OFC.2010.OMI7. ISBN978-1-55752-885-8. S2CID 11379237. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
^ Биберман, Александр; Манипатруни, Сасикант; Офир, Ноам; Чен, Лонг; Липсон, Михал; Бергман, Керен (2010). «Первая демонстрация передачи на большие расстояния с использованием кремниевых микрокольцевых модуляторов». Оптика Экспресс . 18 (15): 15544–15552. Бибкод : 2010OExpr..1815544B. дои : 10.1364/OE.18.015544 . PMID 20720934. S2CID 19421366.
↑ Бурзак, Кэтрин (11 июня 2015 г.). «Может ли Magic Leap сделать то, что заявлено, с 592 миллионами долларов?». Обзор технологий MIT. Архивировано из оригинала 14 июня 2015 года . Проверено 13 июня 2015 г.
^ Рэми, Карл. «Кремниевая фотоника для ускорения искусственного интеллекта» (PDF) . hotchips.org . Проверено 1 июля 2023 г.
↑ Уорд-Фокстон, Салли (24 августа 2020 г.). «Оптические вычисления обещают революционную производительность искусственного интеллекта». ЭЭ Таймс . Проверено 1 июля 2023 г.
↑ Уорд-Фокстон, Салли (24 августа 2020 г.). «Как работают оптические вычисления?». ЭЭ Таймс . Проверено 1 июля 2023 г.
^ ab «Кремний (Si)». Инфракрасная многослойная лаборатория Университета Рединга . Архивировано из оригинала 14 мая 2016 года . Проверено 17 июля 2009 г.
^ Инь, Лянхун; Лин, К.; Агравал, Говинд П. (2006). «Настройка дисперсии и распространение солитонов в кремниевых волноводах». Оптические письма . 31 (9): 1295–1297. Бибкод : 2006OptL...31.1295Y. дои : 10.1364/OL.31.001295. PMID 16642090. S2CID 43103486.
^ Тернер, Эми К.; Манолату, Кристина; Шмидт, Брэдли С.; Липсон, Михал; Фостер, Марк А.; Шарпинг, Джей Э.; Гаэта, Александр Л. (2006). «Специализированная аномальная дисперсия групповой скорости в кремниевых канальных волноводах». Оптика Экспресс . 14 (10): 4357–4362. Бибкод : 2006OExpr..14.4357T. дои : 10.1364/OE.14.004357 . PMID 19516587. S2CID 41508892.
^ Талукдар, Тахмид Х.; Аллен, Габриэль Д.; Кравченко Иван; Рикман, Джадсон Д. (5 августа 2019 г.). «Одномодовые волноводные интерферометры из пористого кремния с единичными факторами ограничения для сверхчувствительного измерения поверхностного адслоя». Оптика Экспресс . 27 (16): 22485–22498. Бибкод : 2019OExpr..2722485T. дои : 10.1364/OE.27.022485 . ISSN 1094-4087. ОСТИ 1546510. ПМИД 31510540.
^ Паною, Николае С.; Чен, Сяоган; Осгуд-младший, Ричард М. (2006). «Нестабильность модуляции в кремниевых фотонных нанопроводах». Оптические письма . 31 (24): 3609–11. Бибкод : 2006OptL...31.3609P. дои : 10.1364/OL.31.003609. ПМИД 17130919.
^ Инь, Лянхун; Агравал, Говинд П. (2006). «Влияние двухфотонного поглощения на автофазовую модуляцию в кремниевых волноводах: эффекты свободных носителей». Оптические письма . 32 (14): 2031–2033. Бибкод : 2007OptL...32.2031Y. дои : 10.1364/OL.32.002031. PMID 17632633. S2CID 10937266.
↑ Никбин, Дариус (20 июля 2006 г.). «Кремниевая фотоника решает свою «фундаментальную проблему»». Издательство ИОП. Архивировано из оригинала 31 мая 2008 года . Проверено 27 июля 2009 г.
^ Рыбчинский, Дж.; Кемпа, К.; Герчинский А.; Ван, Ю.; Нотон, MJ; Рен, ЗФ; Хуанг, ЗП; Кай, Д.; Гирсиг, М. (2007). «Двухфотонное поглощение и коэффициенты Керра кремния для 850–2200 нм (4100 км)». Письма по прикладной физике . 90 (2): 191104. Бибкод : 2007ApPhL..90b1104R. дои : 10.1063/1.2430400. S2CID 122887780.
^ Аб Циа, К.М. (2006). Сбор энергии в кремниевых рамановских усилителях . 3-я Международная конференция IEEE по фотонике группы IV.
^ Сореф, Р.; Беннетт, Б. (1987). «Электрооптические эффекты в кремнии». Журнал IEEE по квантовой электронике . 23 (1): 123–129. Бибкод : 1987IJQE...23..123S. дои : 10.1109/JQE.1987.1073206. Архивировано из оригинала 2 декабря 2020 года . Проверено 2 июля 2019 г.
^ Киттлаус, Эрик А.; Шин, Хидык; Ракич, Питер Т. (1 июля 2016 г.). «Большое усиление Бриллюэна в кремнии». Природная фотоника . 10 (7): 463–467. arXiv : 1510.08495 . Бибкод : 2016NaPho..10..463K. дои : 10.1038/nphoton.2016.112. ISSN 1749-4885. S2CID 119159337.
^ Ван Лаер, Рафаэль; Кайкен, Барт; Ван Турхаут, Дрис; Баец, Роэл (1 марта 2015 г.). «Взаимодействие света и сильно ограниченного гиперзвука в кремниевой фотонной нанопроволоке». Природная фотоника . 9 (3): 199–203. arXiv : 1407.4977 . Бибкод : 2015NaPho...9..199В. дои : 10.1038/nphoton.2015.11. ISSN 1749-4885. S2CID 55218097.
^ Ван Лаер, Рафаэль; Базен, Александр; Кайкен, Барт; Баец, Роэл; Турхаут, Дрис Ван (1 января 2015 г.). «Чистый коэффициент усиления Бриллюэна на кристалле на основе подвешенных кремниевых нанопроволок». Новый журнал физики . 17 (11): 115005. arXiv : 1508.06318 . Бибкод : 2015NJPh...17k5005V. дои : 10.1088/1367-2630/17/11/115005. ISSN 1367-2630. S2CID 54539825.
^ Ван Лаер, Рафаэль; Баец, Роэл; Ван Турхаут, Дрис (20 мая 2016 г.). «Объединение рассеяния Бриллюэна и оптомеханики резонаторов». Физический обзор А. 93 (5): 053828. arXiv : 1503.03044 . Бибкод : 2016PhRvA..93e3828V. doi : 10.1103/PhysRevA.93.053828. S2CID 118542296.
^ Кобяков, Андрей; Зауэр, Майкл; Чоудхури, Дипак (31 марта 2010 г.). «Вынужденное рассеяние Бриллюэна в оптических волокнах». Достижения оптики и фотоники . 2 (1): 1. Бибкод : 2010AdOP....2....1K. дои : 10.1364/АОП.2.000001. ISSN 1943-8206.
