silikonfotoni

Silikonfotoni är ett område inom optoelektronik som utvecklar fotoniska komponenter och system där kisel används som grundmaterial för vågledare och andra fotoniska funktioner i integrerade kretsar. Målet är att bearbeta, överföra och styra ljus inom och mellan silicon-baserade kretsar med hjälp av silikon‑on‑insulator (SOI) plattformar. Tekniken syftar till CMOS‑kompatibel tillverkning för att förena fotonik och elektronik med hög bandbredd, låg energi per dataenhet och hög integrationsdensitet.

Vanliga byggstenar är vågledare på SOI, modulators (elektrooptiska eller bärar‑/plasmoniseringar baserade), fotodetektorer såsom Ge‑on‑Si, samt multiplexers och demultiplexers som möjliggör WDM. Eftersom kisel har ett indirekt bandgap används oftast externa lasersystem eller heterogen integration av III‑V-material för ljuskällor. För vissa uppgifter används även kiselnitid (SiN) vågledare för låglossiga eller bredbandsapplikationer.

Silikonfotoni möjliggör högutnyttjad dataöverföring inom och mellan datacenter, i chip‑till‑chip kommunikation och i framtida HPC‑system. Genom att integrera fotoniska funktioner på samma substrat som elektroniska kretsar kan system uppnå högre bandbredder, lägre energiförbrukning per överfört bit och minskat styckeantal. Andra tillämpningar finns inom sensorteknik, biomedicin och några områden av kvantfotoni.

Framtida utveckling fokuserar på att lösa lasersintegration, termisk hantering, förluster i vågledare, polarisationskontroll och robust systemintegration. Med pågående forskning och kommersiell adoption förväntas silikonfotoni spela en allt viktigare roll i framtidens kommunikation och beräkningsinfrastruktur.