高集成硅基微波光子芯片的研究进展及趋势

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1、２０１７年第３期光通信研究２０１７．０６总第２０１期ＳＴＵＤＹＯＮＯＰＴＩＣＡＬＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ（Ｓｕｍ．Ｎｏ．２０１）ｄｏｉ：１０．１３７５６／ｊ．ｇｔｘｙｊ．２０１７．０３．００１特别推荐高集成硅基微波光子芯片的研究进展及趋势李嘉恒１，余建国１，李依桐１，王任凡２，罗飚２（１．北京邮电大学电子工程学院，北京１００８７６；２．武汉电信器件有限公司，武汉４３００７４）摘要：随着微波光子技术的发展，在解决传统射频领域无法直接实现的功能方面已经有了很大的成就，同时大大促进了光电子通信技术的发展。然而，微波光子技术仍面临着新的挑战

2、：现有的光通信系统由分立的光／电、电／光等元器件构成，在不断追求更高速率、更大带宽和更强处理能力的通信系统的现状下，要求器件和系统的尺寸更小、功耗更低及抗干扰能力更强。因此，通过硅基集成技术和微波光子技术的结合实现微波光子学系统芯片集成化，从而降低整个系统的成本、缩小尺寸、降低功耗，是微波光子学发展的必然趋势。文章总结了微波光子集成技术和硅基光子器件的发展现状，指出可调谐、可编程的硅基微波光子芯片必将成为军事领域和民用方面发展的关键技术。关键词：微波光子集成；硅基光子；集成芯片中图分类号：ＴＮ２５６文献标志码：Ａ文章编号：１００５－８７

3、８８（２０１７）０３－０００１－０４ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓａｎｄＴｒｅｎｄｏｆＨｉｇｈｌｙＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｉｌｉｃｏｎ－ｂａｓｅｄＭｉｃｒｏｗａｖｅＰｈｏｔｏｎｉｃＣｈｉｐ１，ＹＵＪｉａｎ－ｇｕｏ１，ＬＩＹｉ－ｔｏｎｇ１，ＷＡＮＧＲｅｎ－ｆａｎ２，ＬＵＯＢｉａｏ２ＬＩＪｉａ－ｈｅｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７６，Ｃｈｉｎａ；２．ＷｕｈａｎＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ

4、ｏｎＤｅｖｉｃｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｈｏｔｏｎｉｃｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｇｒｅａｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｈａｖｅｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄｉｎｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅｆｕｎｃ－ｔｉｏｎｔｈａｔｃａｎｎｏｔｂｅｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅａｌｉｚｅｄｉｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＲＦｆｉｅｌｄ，ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｇｒｅａｔｌｙｐｒｏｍｏｔｅ

5、ｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｈｏｔｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｓｔｉｌｌｆａｃｉｎｇｎｅｗｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ：ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｄｉｓｃｒｅｔｅｏｐｔｉｃａｌ／ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ／ｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｓｍａｌｌｅｒｓｉｚｅｏｆｄｅｖｉｃｅｓａｎｄｓｙｓｔｅｍｓｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｐｕｒｓｕｉｔｏｆｈｉｇｈｅｒｓｐｅｅｄ，ｈｉｇｈｅｒｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ｈｉｇｈｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐｏｗｅｒｏｆｃｏｍ

6、ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ，ｌｏｗｅｒｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｏｎｇｅｒａｎｔｉ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｂｙｓｉｌｉｃｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｈｏｔｏｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｈｏｔｏｎｉｃｓｓｙｓｔｅｍｃｈｉｐｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ｔｈｕｓｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃｏｓｔ，ｓｍａｌｌｅｒｓｉｚｅ，ｌｏｗｅｒｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｙｓ－ｔｅｍ，ｉｓｔｈ

7、ｅｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｒｅｎｄｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｈｏｔｏｎｉｃｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｈｏｔｏｎｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｓｉｌｉｃｏｎ－ｂａｓｅｄｐｈｏｔｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ．Ｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｕｎａｂｌｅａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｓｉｌｉｃｏｎ－ｂａｓｅｄｍｉｃｒｏ－ｗａｖｅｐｈｏｔｏｎｉｃｃｈｉｐｓｗｉｌｌｂｅｃｏｍｅｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｌｉｍｉｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍ

8、ｅｎｔｏｆｍｉｌｉｔａｒｙａｎｄｃｉｖｉｌｉａｎｆｉｅｌｄｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｈｏｔｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ｓｉｌｉｃｏｎ－ｂａｓｅｄｐｈｏｔｏｎ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｈｉｐ现微