2026年9月11日——京瓷株式会社与东北大学电气通信研究所（RIEC）开发出一项新技术，可利用激光退火——一种通过激光进行局部热处理的方法——将光隔离器直接集成到硅光子芯片上。

随着生成式AI及其他数据密集型技术持续扩展，数据中心需要在处理更多信息的同时降低能耗。硅光子技术可通过利用光高效传输数据来提供帮助。硅光子技术对于共封装光学（CPO）也很重要，CPO将光学电路与电子电路集成在同一半导体封装中，以缩短信号路径、减少信号损耗并降低功耗。

然而，在光学电路中，部分光可能会被反射回激光源，从而降低性能。光隔离器通过只允许光单向传输来帮助防止这种情况。随着光学电路变得更小、集成度更高，市场对可直接制造在硅光子芯片上的光隔离器的需求日益增长。这类隔离器通常使用一种称为磁光石榴石的晶体材料，该材料必须加热到600°C或更高温度才能正常工作。然而，将整块芯片加热到如此高温可能会损坏电极、布线及其他元件。因此，挑战在于仅加热磁光石榴石，而不过度加热芯片其余部分。

为解决这一挑战，京瓷与东北大学开发了一种单片集成技术，可利用激光退火将光隔离器直接制造在硅光子芯片上。在该方法中，激光仅用于加热芯片上需要处理的区域。

描述这些结果的论文于2026年9月2日发表在IEEE Access上，该学术期刊由电气与电子工程师协会（IEEE）发行。

近红外激光束仅照射光隔离器电路区域，该区域尺寸约为700 × 700 μm，并包含磁光石榴石薄膜。局部加热使石榴石结晶，从而赋予其抑制反射光所需的特性。与在炉中加热整块芯片的传统方法不同，该方法限制了周围光学电路和电极的热暴露。

利用这项技术，研究团队制造了一个利用光干涉的器件，并通过实验展示了其作为光隔离器的运行。团队比较了前向传播信号光与后向传播反射光的光输出。结果证实，在光通信波长范围内实现了13.6 dB的隔离比，相当于后向反射光减少约95%。电子显微镜也证实，激光照射区域中的磁光石榴石已成功在硅波导上结晶。

京瓷与东北大学此前曾合作开发可集成到光学电路上的相关光隔离器技术。为推动这些技术走向商业化，两家机构的目标是实现更低的光损耗、更高的效率以及更高的量产生产率。他们将继续合作，助力创建更高效、更可持续的信息社会。