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【2h】

On-chip wireless silicon photonics: from reconfigurable interconnects to lab-on-chip devices

机译：片上无线硅光子学：从可重新配置的互连到片上实验室设备

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摘要

Photonic integrated circuits are developing as key enabling components for high-performance computing and advanced network-on-chip, as well as other emerging technologies such as lab-on-chip sensors, with relevant applications in areas from medicine and biotechnology to aerospace. These demanding applications will require novel features, such as dynamically reconfigurable light pathways, obtained by properly harnessing on-chip optical radiation. In this paper, we introduce a broadband, high directivity (>150), low loss and reconfigurable silicon photonics nanoantenna that fully enables on-chip radiation control. We propose the use of these nanoantennas as versatile building blocks to develop wireless (unguided) silicon photonic devices, which considerably enhance the range of achievable integrated photonic functionalities. As examples of applications, we demonstrate 160 Gbit s−1 data transmission over mm-scale wireless interconnects, a compact low-crosstalk 12-port crossing and electrically reconfigurable pathways via optical beam steering. Moreover, the realization of a flow micro-cytometer for particle characterization demonstrates the smart system integration potential of our approach as lab-on-chip devices.
机译：光子集成电路正在成为高性能计算和高级片上网络以及其他新兴技术（例如片上实验室传感器）的关键支持组件，并在医学，生物技术到航空航天等领域具有相关应用。这些苛刻的应用将需要新颖的功能，例如通过适当利用芯片上的光辐射而获得的动态可重新配置的光路。在本文中，我们介绍了一种宽带，高方向性（> 150），低损耗和可重新配置的硅光子学纳米天线，它可以完全实现片上辐射控制。我们建议将这些纳米天线用作通用的构建模块，以开发无线（非制导）硅光子器件，从而极大地提高了可实现的集成光子功能的范围。作为应用示例，我们演示了毫米级无线互连，紧凑的低串扰12端口交叉口和通过光束控制的电可重构路径上的160 Gbit s -1 数据传输。此外，用于颗粒表征的流式微细胞仪的实现证明了我们作为芯片实验室设备的方法在智能系统集成方面的潜力。

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