得益于现有成熟的半导体先进技术，硅光集成器件由于其制作工艺与CMOS工艺相兼容从而得到了巨大的发展。硅光芯片目前的单片集成度已达8192个独立元器件。但是由于硅的间接带隙半导体材料特性，其光子产生和放大效率远远不如其他直接带隙半导体（比如磷化铟或者砷化镓），从而大大限制了硅基全集成光芯片的进一步发展。

在光集成芯片功耗、成本和尺寸等因素的驱动下，相关科研单位和业界公司对硅基光源和光放大器进行了深入的调研和研发，许多具有创新性的想法被提出和展示。美国Ayar实验室刘松涛博士等人主要着重于近期所报道的基于键合和直接生长技术的高性能硅基光源和光放大器，对文献中所提出的方法和针对的问题进行了分析和介绍。本文回顾了一些典型光器件比如超窄线宽硅基激光器、硅基锁模激光器和硅基光放大器等，对它们的性能和应用场景做了全面的分析。目前基于键合方式的光器件已经开始商业化进程，基于直接生长技术的光器件还处于萌芽之中。我们相信，低成本、高性能的硅基全集成光电芯片将在不久的将来出现。

图. 薄膜铌酸锂调制器光学显微镜图及扫描电镜图。

Latest advances in high-performance light sources and optical amplifiers on silicon

Songtao Liu, Akhilesh Khope

J. Semicond. 2021, 42(4): 041307

doi: 10.1088/1674-4926/42/4/041307

Full Text: http://www.jos.ac.cn/article/doi/10.1088/1674-4926/42/4/041307?pageType=en