シリコンフォトニクス
シリコンマイクロフォトニクスは、マイクロスケールの超低消費電力デバイスを提供するため、潜在的にインターネットの帯域幅容量を増加させる可能性がある。さらに、これが成功すると、データセンターの消費電力を大幅に削減することができる。サンディア国立研究所、Kotura、NTT、富士通や学術機関の研究者は、この機能の証明を試みている。2010年の論文では、マイクロリングシリコンデバイスを使用した80 km、12.5 Gbit/s伝送のプロトタイプが報告されている。
シリコンは光強度により屈折率が増加するという点で、カー非線形性を有している。この効果はバルクシリコンでは特に強くないが、シリコン導波路を使用して光を非常に小さい断面積に集中させることにより大幅に高めることができる。これにより低電力で非線形光学効果を見ることができる。非線形性は、スロット導波路を用いてさらに強くすることができる。スロット導波路は、強い非線形ポリマーで満たされた中央の領域に光を閉じ込めるためにシリコンの高屈折率が使われているものである。
カー非線形性は、様々な光学現象の基礎となっている。1つの例は、光パラメトリック増幅、パラメトリック波長変換、周波数コム生成を実現するためにシリコンに適用された4光波混合である。
カー非線形性はまた、光波形からのずれを増強し、スペクトル側波帯の生成およびパルス列への波形の最終的な分割に至る変調不安定性を起こす可能性がある。別例(後述)はソリトン伝播である。