京瓷公司與東北大學電氣通信研究所，共同開發一項新技術，利用局部激光熱處理方法「激光退火」，將光隔離器直接集成到矽光子晶片上。光隔離器是一種透過只允許光訊號單向傳輸，從而減少訊號反射，穩定光通訊的元件。總結這些研究成果的論文，已於2026年9月2日，在電機電子工程師學會（IEEE）發行的學術期刊《IEEE Access》上發表。
隨著生成式人工智能及相關技術對全球數據網絡帶來前所未有的需求，矽光子技術為數據中心提供更快、更節能的解決方案。矽光子技術的擴展，正推動對共封裝光學元件（CPO）技術的需求。CPO技術將光學及電子電路集成在同一半導體封裝內，以最大限度地減少訊號路徑、訊號損耗及功耗。在光學電路中，反射回激光光源的光線會降低性能。光隔離器能抑制反射光，從而克服這個挑戰。下一代結合CPO技術的緊湊型集成光學電路，將需要能夠直接在矽光子晶片上製造的光隔離器。
所開發技術（激光退火）的特點 AP圖片
光隔離器通常使用一種名為「磁光石榴石」的晶體材料。要發揮光隔離器功能，這種材料需要在大約攝氏600度或更高的溫度下進行熱處理。然而，將整個矽光子晶片加熱到這個溫度，可能會損壞電極、佈線及其他晶片上的元件。如何選擇性地只對磁光石榴石進行熱處理，而不會使晶片其他區域過熱，一直是一個重大挑戰。為應對這個挑戰，京瓷公司與東北大學開發了一種單片集成技術，透過「激光退火」工藝，將激光束局部應用於需要熱處理的晶片區域，從而將光隔離器直接製造在矽光子晶片上。京瓷公司與東北大學已展示該裝置的運作。
所開發技術的特點包括：
透過激光退火技術製造並集成到矽光子電路上的光隔離器顯微圖像 AP圖片
1) 局部激光加熱可在不損壞矽光子晶片的情況下，對磁光石榴石進行熱處理。近紅外激光束只應用於約700乘700微米的光隔離器電路區域，該區域已沉積磁光石榴石薄膜，使其結晶並具備抑制反射光所需的特性。與傳統在熔爐中加熱整個晶片的方法不同，這種方法幾乎消除了對周圍光學電路及電極的熱影響。
2) 在矽光子晶片上進行光隔離器測試。研究團隊利用這項技術，製造了一個利用光干涉結構的裝置，並透過實驗展示其作為光隔離器的運作。實驗中，團隊比較了對應訊號光（正向傳播）的光學輸出，與對應反射光（反向傳播）的光學輸出。結果證實，在光通訊波長範圍內，隔離比達到13.6分貝，將反射光減少約95%。電子顯微鏡亦證實，激光照射區域的磁光石榴石在矽波導上良好結晶。
京瓷公司與東北大學此前曾合作開發相關的光隔離器技術，可集成到光學電路中。為將這些技術商業化，兩家機構旨在實現更低損耗、更高效率及提高大規模生產的生產力。他們將繼續推進合作，為高效及可持續的資訊社會發展作出貢獻。
（美聯社）
