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Silicon photonics is the study and application of photonic systems which use silicon as an optical medium. The silicon is usually patterned with sub-micrometre precision, into microphotonic components. These operate in the infrared, most commonly at the 1.55 micrometre wavelength used by most fiber optic telecommunication systems. The silicon typically lies on top of a layer of silica in what (by analogy with a similar construction in microelectronics) is known as silicon on insulator (SOI).

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  • シリコンフォトニクス(Silicon Photonics)とは、半導体産業で利用される微細加工技術を用いてシリコン基板上に発光素子や受光器、光変調器といった素子を集積する技術の研究と応用を追究する分野である。シリコンフォトニクスデバイスは赤外線波長領域で動作するが、従来からシステムで使われることの多い波長1.55マイクロメートルので動作するものがほとんどである。マイクロエレクトロニクスにおいて用いられるSOI技術を転用し、酸化シリコン層の上に成層したシリコンが使われることが多い。 シリコンはほとんどの集積回路の基材として既に使われており、かつシリコンフォトニックデバイスは既存の半導体製造技術を用いて製造可能であるため、単一のマイクロチップ上に光学的および電子工学的構成要素が集積されたハイブリッドデバイスを作製することができる。そのため、従来の微細化技術のみによる性能の向上(ムーアの法則)が限界を迎えるなか、シリコンフォトニクスはIBMやインテルなどの多くの電子装置製造会社や学術研究グループにより、光インターコネクトを利用してマイクロチップ間およびマイクロチップ内での高速データ転送を提供するために積極的に研究されている。 シリコンデバイス内を伝播する光は、カー効果やラマン効果、や光子・自由電荷キャリア間相互作用など様々な非線形光学現象の影響を受ける。これにより光と光を相互作用させることができ、、光の受動伝送だけでなく波長変換や全光信号ルーティングなどへ応用が可能になるため、非線形光学現象の制御技術は非常に重要である。 また、シリコン導波路は特異な導波特性を持つため学術的関心をひいている。この導波特性は通信、相互接続、バイオセンサに応用可能であるほか、ソリトン伝播などの新奇な非線形光学現象を起こす可能性もある。 (ja)
  • La fotonica del silicio è lo studio e l'applicazione di sistemi fotonici che usano il silicio come un mezzo ottico. Grazie infatti al suo alto indice di rifrazione, pari a 3.48 a 1,55 micrometri, esso permette di creare strutture in grado di avere un alto confinamento della luce introdotta nella guida, aprendo le porte a strutture con minori raggi di curvatura (fino a pochi micrometri) e quindi dimensioni ridotte. Il silicio usato in questo contesto è solitamente modellato con una precisione sub-micrometrica all'interno dei singoli componenti fotonici; questi operano nella scala dell'infrarosso, tipicamente alla lunghezza d'onda di 1,55 micrometri, usata peraltro anche in tutti i sistemi di telecomunicazione in fibra ottica. Il silicio viene depositato su uno strato diossido di silicio in ciò che comunemente viene denominato come SOI (silicon on insulator). Tutti gli apparecchi realizzati con la fotonica del silicio si avvalgono delle consuete tecniche di fabbricazione utilizzate per la fabbricazione di semiconduttori, questo riduce notevolmente i costi che invece si avrebbero dovendo creare da zero una linea di produzione ad-hoc per un altro specifico materiale. Proprio per il fatto che il silicio sia già ampiamente utilizzato per la realizzazione di circuiti integrati, si presta alla realizzazione di ibridi ottici ed elettronici. Tale tecnologia è alla base degli studi su acceleratori di particelle miniaturizzati utilizzabili in chimica, struttura dei materiali e biologia. (it)
  • Silicon photonics is the study and application of photonic systems which use silicon as an optical medium. The silicon is usually patterned with sub-micrometre precision, into microphotonic components. These operate in the infrared, most commonly at the 1.55 micrometre wavelength used by most fiber optic telecommunication systems. The silicon typically lies on top of a layer of silica in what (by analogy with a similar construction in microelectronics) is known as silicon on insulator (SOI). Silicon photonic devices can be made using existing semiconductor fabrication techniques, and because silicon is already used as the substrate for most integrated circuits, it is possible to create hybrid devices in which the optical and electronic components are integrated onto a single microchip. Consequently, silicon photonics is being actively researched by many electronics manufacturers including IBM and Intel, as well as by academic research groups, as a means for keeping on track with Moore's Law, by using optical interconnects to provide faster data transfer both between and within microchips. The propagation of light through silicon devices is governed by a range of nonlinear optical phenomena including the Kerr effect, the Raman effect, two-photon absorption and interactions between photons and free charge carriers. The presence of nonlinearity is of fundamental importance, as it enables light to interact with light, thus permitting applications such as wavelength conversion and all-optical signal routing, in addition to the passive transmission of light. Silicon waveguides are also of great academic interest, due to their unique guiding properties, they can be used for communications, interconnects, biosensors, and they offer the possibility to support exotic nonlinear optical phenomena such as soliton propagation. (en)
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  • Silicon photonics is the study and application of photonic systems which use silicon as an optical medium. The silicon is usually patterned with sub-micrometre precision, into microphotonic components. These operate in the infrared, most commonly at the 1.55 micrometre wavelength used by most fiber optic telecommunication systems. The silicon typically lies on top of a layer of silica in what (by analogy with a similar construction in microelectronics) is known as silicon on insulator (SOI). (en)
  • La fotonica del silicio è lo studio e l'applicazione di sistemi fotonici che usano il silicio come un mezzo ottico. Grazie infatti al suo alto indice di rifrazione, pari a 3.48 a 1,55 micrometri, esso permette di creare strutture in grado di avere un alto confinamento della luce introdotta nella guida, aprendo le porte a strutture con minori raggi di curvatura (fino a pochi micrometri) e quindi dimensioni ridotte. Tale tecnologia è alla base degli studi su acceleratori di particelle miniaturizzati utilizzabili in chimica, struttura dei materiali e biologia. (it)
  • シリコンフォトニクス(Silicon Photonics)とは、半導体産業で利用される微細加工技術を用いてシリコン基板上に発光素子や受光器、光変調器といった素子を集積する技術の研究と応用を追究する分野である。シリコンフォトニクスデバイスは赤外線波長領域で動作するが、従来からシステムで使われることの多い波長1.55マイクロメートルので動作するものがほとんどである。マイクロエレクトロニクスにおいて用いられるSOI技術を転用し、酸化シリコン層の上に成層したシリコンが使われることが多い。 シリコンはほとんどの集積回路の基材として既に使われており、かつシリコンフォトニックデバイスは既存の半導体製造技術を用いて製造可能であるため、単一のマイクロチップ上に光学的および電子工学的構成要素が集積されたハイブリッドデバイスを作製することができる。そのため、従来の微細化技術のみによる性能の向上(ムーアの法則)が限界を迎えるなか、シリコンフォトニクスはIBMやインテルなどの多くの電子装置製造会社や学術研究グループにより、光インターコネクトを利用してマイクロチップ間およびマイクロチップ内での高速データ転送を提供するために積極的に研究されている。 (ja)
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  • Silicon photonics (en)
  • シリコンフォトニクス (ja)
  • Fotonica del silicio (it)
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