在二氧化硅上鍵合鈮酸鋰薄膜,制造出的芯片在數(shù)據(jù)通信、微波光子學(xué)和光量子學(xué)等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,紐約州羅切斯特大學(xué)(University of Rochester)的電子工程師宣布,在解決光子學(xué)集成電路尺寸縮小問(wèn)題上,邁出了重要一步。
羅切斯特團(tuán)隊(duì)使用光子學(xué)研究人員廣泛采用的材料——鈮酸鋰,制造了他們認(rèn)為“迄今為止最小的電光調(diào)制器”。該調(diào)制器是光子學(xué)芯片的關(guān)鍵元件,控制光在電路中的移動(dòng)方式。
電子和計(jì)算機(jī)工程教授Qiang Lin在實(shí)驗(yàn)室使用鈮酸鋰薄膜鍵合在二氧化硅上,制造出的鈮酸鋰電光調(diào)制器不僅尺寸最小,還能運(yùn)行高速且節(jié)能。
Qiang Lin實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的電光調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖
這項(xiàng)工作研究成果報(bào)道于《自然通訊》。論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-17950-7。
論文主要作者M(jìn)ingxiao Li是Qiang Lin教授實(shí)驗(yàn)室的研究生,他介紹這項(xiàng)成就“為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模鈮酸鋰光子集成電路奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),鈮酸鋰光子集成電路對(duì)數(shù)據(jù)通信、微波光子學(xué)和光量子學(xué)應(yīng)用至關(guān)重要?!?/p>
Qiang Lin說(shuō),“鈮酸鋰的電光特性和非線性光學(xué)特性等優(yōu)勢(shì)是眾所周知的,因此已經(jīng)成為光子學(xué)研發(fā)的主力材料系統(tǒng)?!?/p>
“然而,目前用塊狀晶體鈮酸鋰或薄膜鈮酸鋰制造的光子器件尺寸都較大,并且難以縮小,這限制了調(diào)制效率、能耗和電路集成度?!?/p>
“要制造出質(zhì)量高、精度高的納米光子結(jié)構(gòu),挑戰(zhàn)巨大?!?/p>
該調(diào)制器項(xiàng)目基于實(shí)驗(yàn)室常用的鈮酸鋰構(gòu)建光子納米腔,這是光子芯片中的另一個(gè)關(guān)鍵元件。納米腔只有1微米左右,在室溫下只用兩個(gè)或三個(gè)光子來(lái)調(diào)諧波長(zhǎng)。
“這是我們第一次知道在室溫下可以通過(guò)這種方式操縱兩個(gè)或三個(gè)光子?!盠in說(shuō)。調(diào)制器可與納米腔一起構(gòu)建納米級(jí)光子芯片。
該研發(fā)項(xiàng)目得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、美國(guó)國(guó)防威脅降低局和美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)的資助。該器件的晶圓代工在康奈爾納米科學(xué)與技術(shù)研究中心的工廠完成。
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調(diào)制器
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原文標(biāo)題:鈮酸鋰薄膜成就世界上最小電光調(diào)制器
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