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Niels Quack 副教授 航空机械与机电一体化工程学院微系统与纳米系统 悉尼大学 电子邮件：niels.quack@sydney.edu.au 摘要：光子集成电路利用单个芯片上大量光学元件的紧密集成。随着技术的成熟，大规模集成有望释放可编程集成光学、光子加速器、神经形态计算或量子光子集成电路等新兴概念的潜力。这种多功能光子集成电路从可扩展的单个相位和幅度控制单元数量中受益匪浅，此外还有用于光谱滤波、光电检测、高速调制、低损耗光学路由和耦合以及电气路由和接口的高性能组件。在光子集成电路的材料平台中，硅脱颖而出，因为它可以利用微电子行业的优化生态系统和高性能。在光子信号控制的物理效应中，纳米力学脱颖而出，因为它具有低光损耗、低功耗、紧凑的体积和同时在宽光谱范围内运行的特点。然而，虽然微机电系统 (MEMS) 通常用于消费电子产品，但它们在光子学中的大规模集成迄今为止仍被证明具有挑战性。在本次演讲中，我将概述在将硅光子 MEMS 扩展到大型电路方面取得的最新成就。我将总结基于 IMEC 先进的标准化硅光子 iSiPP50G 平台的 MEMS 集成，该平台是我们在欧洲 H2020 项目 morphic 中开发的。我们的晶圆级技术平台包括通过后处理实现的 MEMS 发布、通过晶圆键合实现的晶圆级密封以及通过倒装芯片键合和光纤连接实现的电气和光学接口。我将介绍使用 MEMS 可调环形谐振器的 MEMS 可调耦合器、开关、移相器和光谱控制的实验结果，并概述我们如何通过集成纳米机电压电执行器进一步扩展可编程光子学。我们的设备工作时驱动电压通常低于 30V，占用面积小于 100 x 100 μm2，插入损耗低至 < 0.3 dB，每台设备的电耗低至 1 nW，响应时间为 μs。我们在标准硅光子学中同时进行了低损耗、紧凑占用面积、宽带响应、低功耗和快速 MEMS 的里程碑式实验演示，使我们的技术特别适合需要超大规模光子集成的新兴应用，例如光子学计算或可编程光子学。
将 MEMS 集成到硅光子学中
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