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美國DARPA啟動LUMOS計畫 打造晶片整合雷射至矽光子

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科技產業資訊室 (iKnow) - Kyle 發表於 2021年1月26日

圖、美國DARPA啟動LUMOS計畫 打造晶片整合雷射至矽光子
 
相較於IC,透過整合光子技術而生產出光子積體電路(Photonic Integrated Circuits;PIC)能夠使工程師大幅減少光學零組件的尺寸,並在矽晶片上安裝幾個元件。

使用光子代替電子的PIC,透過光子以光速移動,而與其他光子幾乎無干擾之下,讓PIC比起IC電路還要快得多,且效率高。

一旦在矽上整合雷射之後,這些PIC更具有取代大型且昂貴的光學系統的潛力,並可廣泛用於製造、感測和通訊等關鍵領域。更棒的是,將雷射與矽光子整合再一起,可以增加雷射的密度、減少雷射與光子之間的耦合損耗、減少所需的組件數量、以及只需更小且簡單的封裝。

但是,由於雷射和PIC的特性不同,很難將它們整合在同一平台上。因此,美國國防先進研究計劃署(DARPA)的LUMOS(The Lasers for Universal Microscale Optical Systems)就是為了解決這個問題的計劃。如今晶圓代工廠商Tower Semiconductor宣布將參加美國國防先進研究計劃署(DARPA)的LUMOS計劃,以期創建一家具備矽光子上整合雷射製程的半導體晶圓代工廠商。

這項1900萬美元的LUMOS專案中,AIM Photonics(the American Institute for Manufacturing Integrated Photonics)將領導一個由學術,產業和政府合作夥伴組成的團隊,包括:加州大學聖塔芭芭拉分校,Analog Photonics,IQE和NAsPIII / V GmbH。該團隊將致力於解決與此類雷射整合相關的“設備和製程挑戰”,並開發用於整合到矽中的標準雷射設計。

簡單來說,LUMOS計劃的主要目的是期望將高品質雷射輕鬆地帶入光子平台。根據DARPA的說法,LUMOS將執行團隊通過三個技術領域的努力來解決先進光子平台的幾種商業和國防應用。

第一個是將把高性能雷射和光放大器帶入美國的先進光子代工廠之中,因此選擇兩個團隊來達成,Tower Semiconductor和SUNY Polytechnic機構。

第二個是在為微波應用的快速光子平台上開發高功率雷射和放大器。研究團隊包括:Ultra-Low Loss Technologies、Quintessent、哈佛大學和Sandia國家實驗室。

第三個是為可見光譜應用創造高精度雷射和整合光子電路,其宏偉目標是在前所未有的光譜範圍內實現“設計波長”。該團隊將在整個專案中尋求開發具有許多挑戰性波長的雷射,以使緊湊型原子感測器能夠用於導航、精確時鐘解決方案和新興量子資訊硬體。選定的研究團隊包括Nexus Photonics、耶魯大學、加州理工學院、Sandia國家實驗室和科羅拉多大學Boulder分校。(725字)


參考資料:
Integrated Laser-on-Silicon Photonics Gets a Boost from DARPA. All About Circuits, 2021/1/12
DARPA Advances Lasers-on-Chips Effort. OSA, 2020/12/17 


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