文档摘要：随着对高速、超紧凑数据信号管理需求的日益增长,光子集成电路(PhotonicsIntegratedCircuits,PIC)在先进的光子信号处理中受到广泛关注,其中可编程光芯片因其特有的通用性、可重构特性逐渐受到开发者的青睐.本文依托联合微电子中心有限责任公司(UnitedMicroElectronicsCenterCo.Ltd,CUMEC)的绝缘体上硅(Silicon-On-Insu-lator,SOI)自主工艺平台,设计并制备了包含9个六边形单元的3×3六边形架构可编程光芯片,利用迭代扫描法实现了消光比高达30dB的开关电压标定,并通过扁平化版图优化设计使芯片尺寸降低了21%;采用此可编程光芯片进一步完成了典型功能验证:通过对输入输出端的可调基本单元(TunableBasicUnit,TBU)耦合系数进行调谐,可实现消光比、谐振波长、自由光谱范围可调的马赫曾德尔干涉仪(Mach-ZehnderInterferometer,MZI)/微环谐振腔(Micro-RingResonator,MRR),消光比可高达42.3dB/28dB;可实现延时量大范围可调谐的延时线及任意输入/输出端口之间的路由.该芯片是目前世界上规模最大的六边形架构可编程光芯片,并实现了与有源单元的单片集成,在微波光子信号处理、化学生物传感、量子信息、光计算领域具有广阔的应用前景.
Abstract：Withtheincreasingdemandforhigh-speed,ultra-compactdatasignalmanagement,photonicsintegratedcircuits(PIC)haveattractedextensiveattentioninadvancedphotonicsignalprocessing.Programmablephotonicchipsaregraduallybecomingfavoredbydevelopersfortheirinherentgenericandreconfigurablefeatures.BasedonUnitedMicro-electronicsCenterCo.,Ltd(CUMEC)silicon-on-insulator(SOI)integratedphotonicsplatform,wehavedesignedandfabri-cateda3×3hexagon-shapeprogrammablephotonicchipcontaining9hexagonunits.Theopticalswitch'sextinctionratioofupto30dBwasachievedbythe"IterationScanningMethod",andthereisa21%chipsizereductionthrough"Flatting"layoutoptimization.Thetypicalfunctionsofthisprogrammablechiparefurtherverifiedbytuningtheinput/outputcou-plingcoefficientsoftunablebasicunit(TBU).ThisallowsforaMach-Zehnderinterferometer(MZI)oramicro-ringreso-nator(ORR)withatunableextinctionratio,resonancewavelengthandfreespectrarangetoberealized,andthecorrespond-ingextinctionratiocanreach42.3dBand28dB,respectively.Otherfunctions,suchasanopticaldelaylinewithawidetunablerange,aswellasroutingbetweenanyinputandoutputports,arealsosuccessfullyrealizedwiththisprogrammablephotonicchip.Thisisthelargestscalehexagon-shapeprogrammablechipwhichcouldbeintegratedwithactivedevices.Thischipoffersawiderangeofpotentialapplications,intheareasofmicrowavephotonicssignalprocessing,bio-chemicalsensing,quantuminformationandopticalcomputing.
作者：李智慧 梁宇鑫 范诗佳 廖海军 刘大鹏 冯靖 崔乃迪Author：LIZhi-hui LIANGYu-xin FANShi-jia LIAOHai-jun LIUDa-peng FENGJing CUINai-di
作者单位：联合微电子中心有限责任公司硅基光电子中心,重庆401332
刊名：电子学报 ISTICEIPKU
Journal：ActaElectronicaSinica
年，卷(期)：2024, 52(5)
分类号：TN256TN252
关键词：光子集成电路 可编程光芯片 可重构 硅光平台 功能验证
Keywords：photonicsintegratedcircuits programmablephotonicchip reconfigurable silicon-photonicsplatform functionalverification
机标分类号：TN253TN929.11O625.15
在线出版日期：2024年7月22日
基金项目：集成可编程光芯片的研究与功能验证[
期刊论文] 电子学报--2024, 52(5)李智慧 梁宇鑫 范诗佳 廖海军 刘大鹏 冯靖 崔乃迪随着对高速、超紧凑数据信号管理需求的日益增长,光子集成电路(PhotonicsIntegratedCircuits,PIC)在先进的光子信号处理中受到广泛关注,其中可编程光芯片因其特有的通用性、可重构特性逐渐受到开发者的青睐.本文依托联合...参考文献和引证文献
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关键词：光子集成电路,可编程光芯片,可重构,硅光平台,功能验证,
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