硅光子微机电系统向前迈进了一步

近年来，全球数字化进程空前加速。家庭办公室和远程学习环境中的视频流和视频会议导致住宅宽带使用量激增。人工智能和自动驾驶汽车等新兴应用将进一步加速未来对数据通信的需求。今天的互联网基础设施是建立在光纤通信之上的，但是如何让光纤通信系统更高效地满足未来的数字通信需求呢?

为了应对不断增长的数据速率，光纤通信系统使用许多专用波长的单独通信信道，这种技术称为波分复用。这些通道在通过光纤传输之前在多路复用器中组合。为了检索数据，光谱在接收端被解复用。通常，此操作是使用光子集成电路(PIC)执行的。PIC将光限制并引导到微型组件中，这些组件在多个波长通道中操纵信息，例如阵列波导光栅或集成环形谐振器。

在发表在《光学微系统杂志》上的一篇论文中，HamedSattari和合著者现在通过物理移动光子集成电路中的悬浮硅环形谐振器，展示了一种用于解复用操作的节能组件。环形谐振器的机械位移允许将波长通道提取到总线波导中，有效地充当微机械操作的分插滤波器。静电驱动机制建立在微机电系统(MEMS)之上，这是一种广泛应用于消费电子产品的技术，例如视频投影仪的微镜。

与这些已建立的光学MEMS相比，论文中展示的新型硅光子MEMS大约小了3个数量级。环形谐振器的波导横截面小于650nmx220nm，小于500nm的位移足以操作滤波器。与现有的MEMS产品相比，这种紧凑的占位面积允许快速运行，并且静电驱动机制确保了极低的功耗，使这种新型滤波器具有高能效。

硅光子MEMS分插滤波器是在IMEC的标准硅光子平台上通过后处理实现的，IMEC是一家总部位于比利时的国际研发组织。“在标准化铸造工艺中制造的硅光子器件中集成MEMS代表了一个技术里程碑。我们证明光子MEMS可以与已建立的片上高性能光子组件一起集成，并且可以扩展到大批量，”说NielsQuack，曾在瑞士EPFL(现就职于悉尼大学)领导光子MEMS开发活动。

“我们的贡献表明，硅光子MEMS在技术成熟度方面迈出了重要一步，”Sattari说。“现在可以构建由数千个组件组成的大规模光子集成电路，例如分插滤波器，提供一个缺失的平台，可以使数据中心和光纤通信应用更加节能。”