光子芯片使用可编程光子新材料 可加快集成电路研发

近日，据电气和电子工程师协会（IEEE）透露，荷兰埃因霍芬理工大学（Eindhoven University of Technolog）的研究人员发现了一种可转换的光学材料——氢化非晶硅，能够加快光子集成电路的研发和生产。

该研究项目的负责人Oded Raz表示，这是第一个可编程的光子电路，研发人员可以对光子材料本身进行编程和重新设置，且不需要任何电力依然可保持自身的编程状态，将在一定程度上帮助工程师加速开发光子器件。

据介绍，这种材料名为氢化非晶硅，目前主要用于薄膜硅太阳能电池。研究人员在一个被称为“Staebler-Wronski效应”的研究中发现，光或热会改变氢化非晶硅的光学和电学性质，但当它在黑暗中缓慢冷却后，可以恢复一部分光学性质。研究人员们推断，可重构PIC（光子集成电路）或可利用此特点来弥补切换过程中的性能损耗。

為了验证推断，研究人员将一层薄薄的氢化非晶硅，在近红外激光中浸泡了100小时以上，然后将它放置在黑暗中缓慢冷却4个小时。在这一过程中他们发现，近红外激光可以使材料的折射率增加0.3%，同时冷却可以将折射率降低0.3%，实现逆转。

随后，研究人员利用氢化非晶硅的微观环（microscopic rings）开发了可重新配置的光学开关。研究人员发现，光学开关能够可逆地改变这些器件的折射率，而不增加光学损耗。

不过，Oded Raz还表示，未来，可能会有研究表明，非晶硅锗或非晶硅碳等类似材料比氢化非晶硅更擅长进行能量转换。