一體化芯片同時(shí)集成激光器和光子波導

  ICC訊 美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校與加州理工學(xué)院的科學(xué)家攜手，開(kāi)發(fā)出了首款同時(shí)集成激光器和光子波導的芯片，向在硅上實(shí)現復雜系統和網(wǎng)絡(luò )邁出了關(guān)鍵一步。此類(lèi)光子芯片有助科學(xué)家開(kāi)展更精確的原子鐘實(shí)驗，減少對巨型光學(xué)工作臺的需求，也可用于量子領(lǐng)域。相關(guān)論文已發(fā)表于近日出版的《自然》雜志。

  集成電路出現后，科學(xué)家們開(kāi)始將晶體管、二極管和其他組件集成在一個(gè)芯片上，這大大提高了芯片等的潛力。在過(guò)去幾年里，光子學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家一直希望能實(shí)現同時(shí)集成激光器和光子波導。

  為研制出此類(lèi)芯片，工程師們開(kāi)發(fā)了插入式隔離器，以防止可能會(huì )出現的導致芯片不穩定的反射。但這種方法需要使用磁性材料，而這也會(huì )引發(fā)新的問(wèn)題。在最新研究中，科學(xué)家找到了解決這些問(wèn)題的方法，創(chuàng )造出了第一個(gè)真正可用的集成芯片。

  研究人員首先在硅襯底上放置一個(gè)超低損耗氮化硅波導，隨后在波導管上覆蓋多種硅，并在其上安裝了低噪聲磷酸銦激光器。通過(guò)將兩個(gè)組件隔離開(kāi)，防止了蝕刻過(guò)程中對波導的損壞。

  研究團隊通過(guò)測量芯片的噪聲水平來(lái)測試其性能，結果令人滿(mǎn)意，隨后他們用其制造出一個(gè)可調諧的微波頻率發(fā)生器。