EXTERNAL CAVITY LASER HYBRID PHOTONIC INTEGRATED CIRCUIT

2023

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Muñoz Muñoz Pascual

La integración fotónica, plataformas de chips que manejan fotones, se ha establecido en los últimos 15 años, principalmente plataformas de materiales monolíticos, donde los principales desarrollos, que imitan la trayectoria de la microelectrónica, se han basado en silicio o en semiconductores III-V. En la fotónica, la aplicación está determinada por la longitud de onda de la luz y, como tecnología habilitadora transversal, los usos de la misma van desde longitudes de onda visibles, pasando por el infrarrojo cercano hasta el infrarrojo medio. No obstante, ninguna plataforma material por sí sola puede proporcionar todas las funcionalidades en un chip. Si bien el silicio es el principal material en la microelectrónica, la ganancia óptica y, por lo tanto, la emisión de luz láser, sólo es posible de manera eficiente utilizando semiconductores III-V. La hibridación es imprescindible, por lo que la combinación de plataformas basadas en silicio y III-V da como resultado plataformas de chips funcionalmente completas. Para cubrir una amplia gama de aplicaciones, los materiales como el nitruro de silicio (SiNx), con una transparencia de 0,4 a por encima de 6 ¿m, son clave. Por otro lado, los láseres se encuentran entre los componentes más demandados en el mercado. Dentro de los láseres, los láseres de cavidad externa (ECL), que presentan una alta pureza espectral y capacidad de sintonización, encuentran aplicaciones en campos muy diversos, como tele/datacom, Lidar, detección de gases, holografía y conservación. Tradicionalmente, las ECL han sido instrumentos voluminosos fabricados por ensamblaje de componentes discretos, con módulos restringidos a una sola banda óptica y, por lo tanto, con una economía difícil de adaptar a nichos de mercado. Con la integración fotónica siguiendo el camino de la microelectrónica, es decir, para convertirse en tecnología que habilite productos de consumo, contar con una plataforma de chips fotónicos con ECL es clave, como lo demuestran diferentes informes de mercado. Esta propuesta aborda el desarrollo de una plataforma de chip fotónico híbrido III-V/SiNx que permite la coexistencia de ECL de diferentes bandas en el mismo chip. Aborda actividades desde el desarrollo de procesos de semiconductores hasta el diseño de componentes, test y validación experimental. El grupo proponente tiene una larga trayectoria tecnológica en diseño y test de circuitos integrados fotónicos, así como habilidades en plataformas de integración, incluida la hibridación. En transferencia de tecnología, el grupo trabaja en estrecha colaboración con la industria y tiene una fuerte vocación emprendedora. El grupo de proponentes está muy bien alineado con el ecosistema de integración fotónica nacional e internacional y las cadenas de suministro. La formación impartida por el grupo en esta disciplina siempre ha encontrado empleabilidad directa en la industria de alta tecnología. La propuesta es muy desafiante y, por lo tanto, apunta a grandes logros. También es oportuna en lo que respecta a las iniciativas nacionales e internacionales para reforzar la industria de los semiconductores, desde la investigación y el desarrollo, pasando por la transferencia de tecnología y la producción industrial, centrándose en la creación de capacidades de fabricación, tecnologías y recursos humanos en Europa para los chips más avanzados.