材料与芯片平台

氮化硅

Silicon Nitride · SiN
图解SiN

定义

低损耗无源波导材料平台,常用于波分器件与低损耗光路。

图解

横轴=调制带宽能力 · 纵轴=能否在同一材料体系内自己发激光能发光 ↑需外挂光源 / 无源 ↓调制带宽 高 →PLC无源SiN低损耗无源硅光CMOS 级集成TFLN带宽最高GaAs850nm VCSELInP光源 + 高速调制没有任何一种材料同时占据右上角。现实组合:硅光做集成底座 + InP 供光 + TFLN 做高性能调制。
材料平台定位 把材料平台放在「能否自己发光」和「调制带宽」两个维度上,就能看清各自的位置:右上角是空的。InP 能发光但集成度低,硅光集成度高但自己不发光,TFLN 带宽最好但同样要外挂光源。这就是为什么异质集成和「外置光源」会成为产业必答题。

说明

氮化硅(SiN)是一种低损耗的无源光波导材料,在材料平台坐标上位于「不发光、调制带宽中等偏低」的象限,但它的优势是传输损耗极低、工艺相对成熟

SiN 的典型应用是低损耗无源器件:波分复用器件、分束器、以及需要长延时或高功率承载的场景。它也常被用作硅光平台的补充层,与硅波导混合集成。

在高速调制方面 SiN 并不占优(本身没有强的电光效应),因此它更多扮演「配角」:负责把光低损耗地送到该去的地方,而不是主动调制光。

关键数字

低损耗SiN 的核心竞争力
无源为主主要用于波分与分束器件
可与硅光混合常作为补充层使用

关键要点

  • 相比硅波导,损耗更低、对温度不敏感、可承受更高光功率。
  • 调制能力弱,因此多与硅光或铌酸锂平台互补使用。
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