在光子学领域，将多个光学器件集成到单个基板上具有广阔的应用前景。这种被称为光子集成的革命性方法具有显着的优势，包括减小尺寸、成本和功耗。在光子学的主要集成技术中，有两种脱颖而出：基于磷化铟(InP)的光子集成和单片硅光子学。每种技术都有其独特的优点和缺点。

基于InP的光子集成被广泛认为是可靠且全面的主动-被动平台。然而，它在产量和基板尺寸方面面临限制。另一方面，单片硅光子学拥有出色的无源性能、对温度不敏感的调制器以及与互补金属氧化物半导体(CMOS)制造的兼容性。然而，缺乏光源阻碍了这项技术的发展。

令人兴奋的是，研究人员提出了一种突破性的主动-被动光子集成方案，展示了一种非凡的光子集成电路芯片。

据AdvancedPhotonicsNexus报道，该芯片结合了光源、调制器、光电二极管(将光转换为电流的装置)、波导(光传播的通道)和Y分支分离器，全部基于氮化镓(GaN))-硅平台。这种方法的不同之处在于，所有有源器件，包括光源、调制器和光电二极管，都构建在相同的紫外线InGaN/AlGaN多量子阱(MQW)结构上。这一独特的功能显着降低了制造的复杂性和成本。

为了将这一概念变为现实，研究人员设计了基于硅基氮化镓平台的光子集成电路芯片，利用通过金属有机化学气相沉积生长的III族氮化物外延层。这种单片、自上而下的方法在传统的硅基GaN晶圆上构建III族氮化物发射器、调制器、波导、分束器、接收器和监视器，并且不涉及再生长或生长后掺杂。

研究人员从多个角度对所得芯片进行了广泛表征，以验证这种创新的光子集成方案的有效性。主要结果表明，施加到调制器的较高反向偏置电压会导致光吸收增加，这是由吸收系数的变化引起的。

这种独特的调制效果反映在接收器的光电流变化中。测试系统表明串扰可以忽略不计，并且同一波导上的光源和调制器之间的隔离通过p接触层分离实现，证明足以实现最佳系统性能。

该系统成功地使用光传输和处理数据。通过在单个光路中采用直接和间接调制，研究人员可以同时传输两种类型的数据，或者使用另一种调制对一种调制信号的数据传输进行加密。

南京邮电大学PeterGrünberg研究中心的实验室负责人和资深通讯作者王永进说：“展望未来，随着III族氮化物蚀刻精度的进一步提高，所提出的集成方案具有巨大的潜力，可以作为下一个竞争解决方案-一代光子集成，特别是在高集成密度不是关键要求的传感领域。”

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标签：光子器调制