光路可微细化至与电路同等水平,美大学利用等离激元实现
2015-04-07
美国罗格斯大学(Rutgers University)和美国国家标准技术研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)发表论文称,有望将光路微细化至与现有电子电路同等的水平。据介绍,已有把握利用“Gap Plasmon(GP)”(电子与电磁场耦合的纵波在金属之间的缝隙中传播)现象,将现有最小的光调制器尺寸再减少至1/10。
NIST等此次试制出了利用GP的光相位调制器。GP可以传播用两根金属线夹住绝缘体(空气或者稀薄的SiO2等)的MIM(Metal-Insulator-Metal)型“光布线”信号。相当于光布线核心的绝缘体的厚度约为200nm,调制器的长度约为23μm。
尺寸可进一步降至1/10
此次试制的光调制器尺寸在现有的试制例子中已经非常小了,不过还有几个竞争对手。NIST等表示,数值计算结果表明,即使将此次试制品的尺寸降至1/10也可照常使用。
具体是采用两根绝缘体厚度为17nm、金属线宽度为100nm的MIM型光布线,设计尺寸为2.5μm×0.3μm×0.217μm的Mach-Zehnder(MZ)调制器,然后通过模拟对其特性进行检测。结果发现,其工作损耗与实际制作的23μm长调制器几乎相同。
这款MZ调制器中采用的MIM型光布线的100nm这个尺寸,可与约15年前的半导体技术设计规则匹敌。假如能够进一步降低金属线的宽度,可以让线宽接近20nm左右,此次的论文中没有提到这一点。光路也有望微细化至与最新的半导体技术同等的水平。
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