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NIST 研究人员开发出可承受极端环境的光子芯片封装
这一进步可以让这些技术在深空探测器、核反应堆内部、超高真空系统以及接近绝对零的温度和酷热的工业环境中运行。
来源:美国国家标准技术研究所光子集成电路的插图,其中的组件使用一种技术进行粘合,使电路能够在极端环境中生存和运行。
图片来源:NIST
美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的研究人员开发了一种封装光子集成电路的新方法,即使用光而不是电来传递信息的微型芯片,这样它们就可以在极端环境中生存和运行,从酷热的工业环境到超冷的真空室和外太空深处。
领导该项目的 NIST 物理学家 Nikolai Klimov 表示:“我们的研究标志着将光子学的速度和效率带入由电流驱动的传统半导体芯片和使用传统方法封装的光子芯片无法运行的环境中迈出了重要一步。”
研究结果刚刚发表在《Photonics Research》杂志上。
在芯片制造领域,“封装”是指围绕芯片并将其与外界连接起来的保护外壳和连接系统,包括光纤、电触点和其他组件。良好的封装使芯片能够用于紧凑、可靠的设备,而不会损坏或错位。
光子集成芯片具有特殊的优势,因为它们可以高速传输数据,同时消耗的功率远低于传统芯片——但前提是封装能够保持精密的光学连接完美对齐。
光子集成芯片已经在电信、医疗诊断和先进传感领域发挥着核心作用。但它们在苛刻环境中的使用仍然有限。传统封装无法在极端条件下(例如强辐射、超高真空、酷热或寒冷温度)保持光子芯片和光纤之间的可靠连接。
