La technologie d'intégration photonique est l'orientation principale du développement futur des dispositifs optiques

Le circuit intégré photonique, appelé PIC, est également appelé circuit intégré photonique.Circuit intégré de type guide d'onde optique qui intègre des dispositifs optiques avec un guide d'onde diélectrique comme centre, c'est-à-dire un circuit optique qui intègre plusieurs dispositifs optiques sur un substrat pour former un tout, et les dispositifs sont connectés par des guides d'ondes optiques semi-conducteurs pour leur donner certaines fonctions.Aujourd'hui, je vais vous parler de la technologie d'intégration photonique.

Le concept des circuits intégrés photoniques est similaire à celui des circuits intégrés électroniques, et la différence entre eux réside dans les différents composants.Les circuits intégrés électroniques intègrent des dispositifs électroniques tels que des transistors, des condensateurs et des résistances, tandis que les circuits intégrés photoniques intègrent divers dispositifs optiques ou optoélectroniques, tels que des lasers, des modulateurs électro-optiques, des photodétecteurs, des atténuateurs optiques et un multiplexage optique./ Démultiplexeur et amplificateur optique, etc.

Afin de faciliter la compréhension de la technologie d'intégration photonique, fonctionnellement, elle peut être divisée en PIC passif et PIC actif.Du point de vue de l'intégration, il peut être divisé en trois catégories : le PIC à petite échelle, le PIC à moyenne échelle et le PIC à grande échelle.Parmi eux, le PIC à grande échelle peut réaliser l'intégration photonique dans la plus grande mesure.Du point de vue du développement à long terme, le PIC à grande échelle constitue la future intégration photonique.Orientation du développement.Enfin, comme pour la division des circuits intégrés électroniques, les PIC peuvent également être divisés en PIC intégrés monolithiques et PIC intégrés hybrides.

Dans le futur système de réseau d’information à grande vitesse et de grande capacité, la technologie d’intégration photonique deviendra la technologie principale.Par rapport au procédé de traitement optique-électrique-optique (OEO) discret traditionnel, le coût et la complexité sont réduits, la fiabilité est améliorée et une nouvelle structure de réseau comportant davantage de nœuds est construite.Dès 1969, Stewart E. Miller proposait dans son article des circuits intégrés photoniques.Le développement du courant électronique intégré a toujours suivi la loi de Moore.Après un demi-siècle d’évolution, cette loi a progressivement montré une tendance à l’échec.Selon la loi de Moore, les circuits intégrés électroniques sont entrés dans une période de goulot d'étranglement, qui nécessite de nouvelles forces pour stimuler le développement industriel.

Quatre facteurs majeurs pour les applications d'intégration photonique : les exigences d'interconnexion des centres de données, les exigences de transmission de très grande capacité, les exigences d'affichage des opérateurs dans les applications métropolitaines et les exigences de développement de systèmes optiques.Premièrement, à mesure que la vitesse continue d’augmenter, les fibres optiques remplaceront les câbles en cuivre comme principal support de transmission dans les centres de données cloud.Cette demande se manifeste par la nécessité d'un faible coût et d'une faible consommation d'énergie pour les applications interconnectées dans le centre de données.Deuxièmement, avec l'émergence des exigences 400G et 1T, il existe également un besoin urgent de cartes de petite taille et de haute densité.Troisièmement, certains opérateurs manquent de capacités de maintenance en raison d'un développement historique rétrograde et espèrent intégrer certaines fonctions de couche optique de la division de longueur d'onde traditionnelle afin de réduire l'encombrement au sol et la consommation d'énergie.Enfin, la méthode d'empilement de composants discrets largement utilisée dans le système de division de longueur d'onde actuel comporte non seulement un grand volume de cartes, mais nécessite également un grand nombre de connexions par fibre optique entre les cartes, ce qui entraîne une faible fiabilité.En général, l'intégration photonique est motivée par le coût et a émergé pour répondre aux demandes du marché en matière de consommation d'énergie réduite, de densité plus élevée et de transmission de données plus élevée.