比利时科学家用等离子体激光技术在芯片上集成纳米光组件

        5月6日消息，比利时研究机构IMEC日前宣布了基于等离子体激光（plasmonic）效应将高速CMOS电路和纳米光（nanophotonic）电路集成在一起的方法。 

        基于金属结构的纳米光可以置入纳米级的构造，这比传统的光学器件小的多。该等离子体激光技术目前还处于实验阶段，并有望应用在在高级计算机芯片、生物传感器和高效薄膜太阳能电池中的高性能纳米级光学互联。 

        等离子体激光是某些材料的自由电子振动产生的准粒子（quasi-particles），IMEC的研究成果日前刊登在自然光子学五月份的杂志上。 

        IMEC表示，纳米架构金属的光学特性极有希望应用在纳米光器件中。当该纳米结构被可视光或近红外光照射，就会激起自由电子的共振，这个被称作表面等离子激光，产生了光学谐振。这些表面等离子激光可以在深次波长(deep-subwavelength)捕捉、定向和聚焦电磁能量。这跟传统的绝缘光学波导不同，传统波导受到了光波长的限制，不能将距离缩短到几十个纳米，IMEC补充到。 

        纳米级的等离子激光电路允许在集成电路上用光来传输多个并行的信息。但目前高带宽的光学信息还必须转化为电信号来传输。为了让这种芯片能将高速CMOS电路和等离子激光电路结合，需要采用有效和快速的部件将等离子激光波导和电子器件联系到一起。 

        IMEC已经演示了在金属-电介质-金属的等离子波导结构上探测高度受限的短波表面等离子激光偏振的方法。该探测通过在金属等离子波导上嵌入一个光学探测器来实现。因为波导和光学探测器有同样的纳米尺寸，表面等离子激光照射到光学探测器后得到了有效的识别和非常快速的响应。IMEC已经做了很多次实验来演示这个电子探测方案。测量的偏振相关性、波导长度和测量光谱响应在实验上获得的影响非常符合理论假设，该假设来自有限元和时域有限差的计算。（编辑：曾聪）