云计算和随需娱乐的爆炸式增长对数据传输、处理和存储的成本和能源需求提出了越来越大的挑战。光学互连可以取代传统的基于铜的解决方案,提供稳定增长的潜力,以最小化延迟和功耗,同时最大化设备的带宽和可靠性。硅光子学还利用大规模互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺,以低成本生产高性能光收发器。这些特性使得光收发器(用于发送和接收数据的光纤技术)在更短距离上的应用越来越引人注目。

   三十多年前,物理学家Richard Soref发现硅是一种很有前途的光子集成材料。导致了今天日益复杂的光子集成电路(PICs)的稳定发展和快速生产。研究人员可以在一块芯片上集成大量大规模并行、紧凑节能的光学组件,用于从深度学习到人工智能和物联网的云计算。与商业硅光子系统的有限范围相比,光子晶体(PhC)结构保证了更小的器件尺寸,尽管它们被沿光子晶体轴的波导要求施加的布局约束所限制。

   迄今为止,有效导光的光子带隙(PBG)结构仅限于光子晶体平台。现在,PBG结构的新类型包括光子准晶体、超均匀无序固体(HUDs)和局部自均匀结构。 在本工作中,研究人员们介绍了一种HUD (超均匀固体)平台作为一种局部工程光子系统和用于光子集成电路的通用架构。他们展示了HUD平台的设计灵活性和内置的无缝集成到预先设计的光学腔和波导的能力。绝缘体上硅材料(SOI)在光通信波长的许多应用中具有巨大的潜力。与标准的微环形谐振器(MRRs)或马赫-曾德尔干涉仪(MZIs)相比,HUD谐振器表现出更少的温度依赖的谐振波长位移(TDRWS)和增加的紧凑性。结果表明,该方法在器件改进和降低功耗方面具有良好的应用前景。