发布日期：2026-02-23 12:20    点击次数：181

将光纤优异的低损耗性能蔓延到光子芯片上，一直是光电子界限的弥留挑战。当今，好意思国加州理工学院团队终于在可见光波段，告捷制备出光纤水平的低损耗硅晶圆光导。这项默契将鼓吹下一代高性能、高关系性的光子集成电路的发展，昔时可等闲应用于片上光学时钟、陀螺仪等精密测量系统，以及东谈主工智能数据中心通讯和量子计较等界限。该后果发表于最新一期《当然》杂志。

{jz:field.toptypename/}

团队开荒出一种新门径，可将与光纤疏通的锗硅酸盐玻璃以光刻工艺制备在硅晶圆上，在光子芯片低损耗光导探求方面得回关键龙套。他们使用8英寸或12英寸晶圆，制备出螺旋状锗硅酸盐玻璃波导。这种结构能在有限面积内灵验延长光路，同期材料便于与光纤和半导体激光器高效耦合，有助于裁汰数据中心等景观的能耗。

比拟刻下等闲使用的氮化硅材料，新平台在近红外波段已具备相当性能，在可见光波段上风更为明显。再通过低温退火工艺，波导名义可达到原子级平整，开云体育app官方最新版显耀抑止散射损耗。在可见光波段，其性能较氮化硅现存记录训诫约20倍。

尽管芯片尺寸仅约2厘米，但光在环形谐振腔等器件中的灵验旅途长度可达米至千米量级，此时低损耗尤为关键。

低损耗特色径直训诫了器件性能。基于该平台制备的激光器件，其关系时辰较上一代技艺提高100多倍。这一门径也推广了可用波长范围，有助于杀青芯片级原子传感器、光学时钟和离子阱系统。

面前，团队已诓骗该材料制备出环形谐振器、多种激光器及非线性频率生成器等。

【总裁剪圈点】

可见光在传统硅材料中传播时损耗显耀。为破解这一艰巨，探求团队通过精密的光刻工艺，在硅晶圆名义刻蚀出出奇的光学回路，这就如同为光泽修建了一条畅达的“高速公路”，极大减少了光在传播经过中的散射损耗。该探求后果将为昔时芯片技艺带来弥留影响。它意味着，科学家有望在硅芯片上，用低损耗的可见光来进行高速数据传输和运算，从而大幅训诫计较速率、降顽劣耗。这将为下一代光子集成电路、量子信息处分等界限大开新的大门。（记者张梦然）