将稀土掺杂放大器集成到半导体结构中

摘要

公开了一种集成器件，其包含基板和与该基板集成的稀土掺杂半导体层(REDS层)。该REDS层被图形化以定义一个或多个光学放大结构，各个光学放大结构具有用于接收或输出第一光学信号的第一I/O端口，并具有用于接收形式为电泵浦能量和/或光泵浦能量中至少一种的泵浦能量的至少一个泵浦能量接收端口。在具体一组实施方案中，至少一个光放大结构为拉曼型放大器，其中相应的泵浦能量接收端口被构造成用于接收拉曼型泵浦能量，该拉曼型泵浦能量的有效频率比在相应I/O端口供给的光学信号的信号频率高约一个光学声子频率。还公开了制造REDS层的方法，包括在绝缘体上半导体(SOI)结构中提供这种层，以及用于增大掺入稀土原子的有效的长时间浓度的方法。此外，公开了非平行泵浦技术。

主权项

1.一种单片集成器件(300、400)，包含：(a)基板(205、405)；以及(b)与所述基板集成的稀土掺杂半导体层(220、320、420)，其中所述稀土掺杂半导体层包含一种或多种稀土元素，且其中所述稀土掺杂半导体层被图形化以定义一个或多个光学信号放大和/或修复结构(244、303、350-370、485)，所述结构分别具有：(b.1)用于接收各自第一光学输入信号(311、411)的至少第一光学信号端口(302、402)；和(b.2)用于接收形式为电泵浦能量(375、475)和/或光泵浦能量(315、415)中至少一种的泵浦能量的至少一个泵浦能量接收装置(305、445)，其中接收到的泵浦能量可工作地耦合到所述稀土掺杂半导体层的一个或多个稀土元件，由此为所述第一光学输入信号提供光学信号放大和/或光学信号修复。