Дорожная карта кремниевой фотоники

Исследования в области кремниевой фотоники ведутся с 1980-х годов. Однако в течение предыдущего десятилетия эта область пережила стремительный рост. Кремниевая фотоника представляет собой прорывную технологию, способную революционизировать ряд прикладных областей, включая центры обработки данных, высокопроизводительные вычисления и сенсорику. Ключевым фактором развития кремниевой фотоники является возможность использования технологии производства, аналогичной CMOS, что обеспечивает крупносерийное производство при низкой стоимости. Это важнейший фактор, позволяющий внедрять фотонику в широкий спектр технологических областей, где стоимость реализации на основе традиционных фотонных элементов, подобных используемым в телекоммуникационной отрасли, была бы чрезмерно высокой. Однако кремний как фотонный материал имеет ряд недостатков. В исходном виде он, например, не является идеальным материалом для создания источников света, оптических модуляторов или фотодетекторов. Значительные исследовательские усилия академического и промышленного сообществ в последние годы способствовали демонстрации множества решений этих и других проблем, а с течением времени разрабатываются всё новые подходы. Очевидно, что кремниевую фотонику ожидает большое будущее. Однако по мере увеличения числа доступных подходов возникает вопрос: как будет выглядеть кремниевый фотонный интегральный контур будущего? В этой дорожной карте по кремниевой фотонике подробно рассматриваются различные технологические и прикладные направления данной области, представлен обзор современного уровня развития, а также текущих и будущих проблем, с которыми сталкиваются исследователи во всём мире. Материалы, подготовленные экспертами из промышленности и академической среды, содержат обзор и перспективы кремниевой волноводной платформы, оптических источников, оптических модуляторов, фотодетекторов, подходов к интеграции, корпусирования, применений кремниевой фотоники и подходов, необходимых для реализации приложений в среднем инфракрасном диапазоне. Также рассматриваются достижения науки и техники, необходимые для решения задач, стоящих перед этой областью в каждом из перечисленных направлений, а также...