一體化芯片同時集成激光器和光子波導

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科技日報北京8月10日電 （記者劉霞）美國加州大學圣巴巴拉分校與加州理工學院的科學家攜手，開發(fā)出了首款同時集成激光器和光子波導的芯片，向在硅上實現(xiàn)復雜系統(tǒng)和網(wǎng)絡邁出了關(guān)鍵一步。此類光子芯片有助科學家開展更精確的原子鐘實驗，減少對巨型光學工作臺的需求，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(xiàn)后，科學家們開始將晶體管、二極管和其他組件集成在一個芯片上，這大大提高了芯片等的潛力。在過去幾年里，光子學領(lǐng)域的科學家一直希望能實現(xiàn)同時集成激光器和光子波導。

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

研究人員首先在硅襯底上放置一個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。通過將兩個組件隔離開，防止了蝕刻過程中對波導的損壞。

研究團隊通過測量芯片的噪聲水平來測試其性能，結(jié)果令人滿意，隨后他們用其制造出一個可調(diào)諧的微波頻率發(fā)生器。

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