Femtum中红外激光器的应用——光子集成电路PIC

光子集成电路(PIC)被视为21世纪富有前途的光子技术之一，那么它与普通的电子集成电路有什么区别呢？晶体管、电容器、电阻器等电子器件是由电子集成电路集成而成，而包括激光器、电光调制器、光电探测器、光衰减器、光复用/解复用器以及光放大器等光学器件是由PIC集成的。Femtum中红外激光器具有2.8um的波长，在光子集成电路领域具有重要的应用。

光子集成电路(PIC)的基本背景及行业痛点：
PIC包含两类，一类是无源PIC，全部是由平面波导技术制成的无源光器件，相对而言较为成熟，由光滤波器、光复用器、解复用器、调光衰减器等等组成；另一类是有源PIC，比如激光器、调制器、PIN探测器、光放大器等等，技术较为复杂。
光波导制成的难点有以下原因：
1、  要求加工精度高。集成电路中的传输的激光器波长一般为um级别，亚um的偏差就可能产生大的损耗和衰减。因此加工精度要控制在亚um量级。
2、  图形复杂。包括二维和三维空间的几何图形，因为集成电路中有些器件的功能通过特定的集合图形来实现，如透镜、光波导元器件。
3、  材料多样。制作光波导的材料涉及导体、半导体和绝缘体，如何将这些材料牢固地结合在一起，并发挥每一种材料的特性和功能是***重要的。
因为中红外激光器可以被材料或分子选择性吸收在电子、光子或医疗行业多层设备的激光处理中不影响其他相邻层，且相较于CO₂激光器只能用于粗加工而言，精度更高，所以优势非常明显。

中红外激光器在光子集成电路(PIC)领域的优势：
现在集成光子学的开始兴起了，也是未来的主要趋势。硅和锗等半导体材料是电子工业中使用*广泛的材料之一，通过使用光子代替电子，基于硅、锗或其他半导体材料的光子集成电路(PIC)能够开发出超紧凑、低成本的收发器、开关和传感器，其功能比电子产品更高。有望在即将到来的物联 （InternetofThings，简称IOT）时代发挥重要作用，有些人甚***想一个光子世界，其中大部分实际电子元件都被光子器件取代！光子集成电路如下图，只有一个硬币的大小。