硅光子技術全面普及：體驗硅發光技術的進展（四）

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

　　現在的光子晶體未采用硅基，因為很難采用硅基以高效率制作主動元件。不過，結合發光的鍺和硅等技術的話，就有可能實現硅基光子晶體。

DWDM可能是最后的課題

　　另一個課題是DWDM，以數十Tbps/cm2進行硅光子光傳輸可能需要DWDM。該技術早在15年前就已普遍用于長距離通信用設備等，但用于硅光子則非常難。其中一個原因是，各個光元件發出的光的波長以及通過波導的光的波長因溫度變化存在巨大偏差（圖11）。將長距離通信設備使用的溫度控制功能用于硅光子技術的成本過高，不現實。

　　圖11：是采用波分復用（WDM）還是采用光多級調制

　　波分復用（WDM）技術和光多級調制技術的優點和課題的比較。WDM的一大課題是耐溫度變化性較弱，而光多級調制存在電路規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，近來更重視多級調制的光傳輸技術人員越來越多。

　　但也有研究人員認為，“相對于電傳輸，利用DWDM是光傳輸的本質優勢，必須要推進利用DWDM的研究開發”（東京大學的和田）。最近，MIT的研究人員還在開發使波導不依賴于溫度的技術（圖12）。

　　圖12：還實現了折射率不依賴溫度的硅波導

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

　　MIT將覆蓋波導硅芯的“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。