シリコン-有機ハイブリッド・スロット導波路を用いた全光高速信号処理

シリコン・オン・インシュレーター技術を利用した光集積回路は、フォトニクス産業の中心となる可能性が高い。ここ数年で、導波路、フィルター、フォトニック結晶デバイスなど、一連の優れたシリコン・オン・インシュレーター・デバイスが実現されてきた。しかし、シリコンを用いた全光スイッチングは、二光子により生成される自由キャリアのスローダイナミクスのために、いまだに困難である。今回我々は、成熟したCMOS処理技術を用いて導波路を作製し、分子ビーム蒸着を用いて顕著な吸収を生じさせずに全光相互作用を効率よく媒介する有機分子で導波路を被覆して、それぞれの長所を組み合わせたシリコン-有機ハイブリッド集積化により、そのような固有の限界が克服されることを示す。我々は、γ ≈ 1 × 10⁵ W⁻¹ km⁻¹という記録的な非線形係数をもつ長さ4 mmのシリコン-有機ハイブリッド導波路を作製し、170.8 Gb s−1から42.7 Gb s−1への全光多重分離を行った。これは、我々の知る限りでは最速の実証されたシリコン・フォトニック光信号処理である。