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通过转移印刷技术在硅上实现低功耗光互连，用于光隔离器

DOI：10.1088/1361-6463/aaf064 期刊：Journal of Physics D: Applied Physics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 首次展示了通过转印技术在硅晶圆上异质集成的片上光互连。预先制备的薄型（<5微米）、微米级发光二极管（LED）和光电二极管（PD）被转印至硅晶圆，并在其间构建聚合物波导。实验证明在<0.0004立方毫米的紧凑体积内，数据传输总功耗低至1毫瓦，信噪比>250，电流传输比达0.1%。研究表明LED与PD之间的聚合物波导对提升数据传输效率起关键作用，同时实现了双向传输的互易性能。该成果展现出低成本、小尺寸片上光隔离器的应用潜力。
作者： Lei Liu，Ruggero Loi，Brendan Roycroft，James O'Callaghan，Antonio Jose Trindade，Steven Kelleher，Agnieszka Gocalinska，Kevin Thomas，Emanuele Pelucchi，Christopher A. Bower，Brian Corbett
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

展示了一种设计简单的片上光链路，通过转印技术将微米级铟磷基发光二极管和光电二极管组装到硅晶圆上，并通过旋涂聚合物波导与印刷器件对接耦合实现数据传输。

研究成果

该研究首次采用转印技术实现了硅基上微米级LED与微米级PD的紧凑、低剖面光学互连。实验展示了极低功耗且信噪比良好的数据传输效果，结果表明这种方案有望实现具有成本效益的微型化片上光隔离器。

研究不足

当前光互连的传输电流比（CTR）或效率的主要限制因素是LED输出效率较低。通过改善波导侧壁平整度并限制LED发射方向，可以降低互连损耗。

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