光子集成電路的無隔離器運行，使得高密度集成成為可能，從而降低了封裝成本和復雜性。大多數隔離器替代方案，需要改變絕緣體上硅的代工廠工藝，并且存在插入損耗大的問題。多數解決方案集中于諧振器件，并且也缺少對調制反射的測量。

近日，加拿大不列顛哥倫比亞大學Omid Esmaeeli等在Nature Photonics上發文，提出了一種零工藝改動硅光回路，本質為可調片上反射器，可精準調控激光動力學。基于該非諧振型PIC，激光–PIC系統可同時耐受來自多個反射點的連續與時變（調制）寄生反射，并實現低插入損耗。

該硅光子電路輔以電光反饋環路，可動態調整自注入，完成工作點初始化與長期穩頻，無需人工調諧，以保持激光器穩定性。所提出的電路引入了1.67 dB插入損耗，并使分布式反饋激光器容忍分別高達-7 dB（來自片上反射器）和-12 dB（來自片外反射器）的背向反射。

該分布式反饋激光器，使用光子線鍵合與硅光子芯片異構集成。該集成激光器，在高速光鏈路中的無隔離器運行已得到驗證，突顯了在數據通信中的應用潛力。

圖 1： 不同激光器-光子集成電路photonic integrated circuit，PIC組裝架構及其隔離策略。

圖 2： 硅光子電路表征。

圖 3： 電光反饋環路運行及穩定性能。

圖 4： 在片上及片外寄生反射下，穩定后分布式反饋激光器的反射容忍度。

圖 5： 在高速光鏈路中，無隔離器激光器運行演示。

利用原生硅光回路技術解決隔離問題，具有低成本且適配高密度集成：1）零工藝改動：如利用非線性光學效應，或通過折射率調制產生時空非互易性；2）需改動工藝：如集成磁光材料，或基于超低損耗氮化硅（SiN）工藝實現注入鎖定。

通過引入芯片級可控反射與電光反饋環路，實現了零工藝變更的硅基激光器抗反射運行。規避了傳統隔離器或磁光材料集成的高成本與工藝復雜性，利用標準CMOS兼容的硅光子無源與熱光器件，通過電路設計，解決了激光器對反射敏感的物理難題。

參考文獻： 中國光學期刊網

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