混合硅基波导表面等离子体激元技术在光片上网络中的应用研究

单核处理器已经不能满足当前高通量和大数据处理的要求，单芯片内集成多个内核处理器以提高计算能力，已成为当前高性能处理器的主流。内核之间的相互连接分为两类，一种是系统总线方式，另外一种是借鉴宏观网络技术，将片内互连设计为片上网络方式。片上网络具有通信容量大、易于扩展的优点。其中光波通信技术具有功耗低、通信容量大、不受电磁干扰等优点，是当前重点研究的片上网络互连技术之一。传统的微环谐振器 和马赫-曾德尔干涉仪 等微纳光学器件是组成光片上网络的主要部件，这些器件技术成熟，然而往往尺寸较大、功耗高、热稳定性差，不易于集成到芯片内部。表面等离子体器件突破了光学波长衍射的极限，使得制作紧凑尺寸、低功耗的高性能微纳光学器件变成了可能。然而单一表面等离子体光学器件插入损耗大，光信号难以长距离传播。在相同传播距离的情况下，混合硅基波导表面等离子体激元模式提供了更好的约束能力，即混合模式减少了欧姆衰减，获得了更长的传播距离，对于光片上网络中通信链路需要长距离传输的情况，更具优势。因此，本研究以混合硅基波导表面等离子体激元技术为基础，对光片上网络的电光调制器、电光半混合加器、光学路由器等关键部件及其路由算法进行了重点研究。