光子集成芯片

高速低功耗光信号处理集成芯片：光子集成芯片带来了数据互联的变革，而其潜在的高速信号处理功能还有待挖掘。大数据与绿色通信是国家重大需求。随着网络数据量的爆炸式增长和社会信息化程度的不断加深，光网络节点受到光电转换工作方式及工作速率的限制，面临巨大的成本和能耗压力。通过光与物质的相互作用，非线性克尔效应可将某个频率上携带的信息转移到另一个频率上，完成波长转换、再生、解复用、逻辑运算等操作，为光通信网络提供丰富的全光信号处理功能。相比而言，全光信号处理直接在光域处理数据，单通道时域处理速率可高达Tbit/s，且具有透明、可调、可重构的特点，对降低系统功耗、减少信息延迟、提升光通信与光交换网络灵活性具有重要意义。然而由于光子是费米子，光子之间的相互作用很弱，低功率情况下转换效率急剧下降。如何发展有效的非线性增强技术，突破集成非线性器件在光信号处理中遇到的高速低功耗问题，促使非线性光信号处理集成芯片走向实用化，是光子集成芯片亟待解决的问题之一。