科学家用氮化硅波导“成功限制”声子和光子,证明在大规模集成光路中利用声子操纵光的可行性

  • 麻省理工科技评论
  • 2022-12-28 21:58:11
光子芯片 【科学家用氮化硅波导“成功限制”声子和光子,证明在大规模集成光路中利用声子操纵光的可行性】

“能从一个中部省份的乡村学生到华中科技大学读书,再到获得欧洲高校的全奖 PhD 职位;能从一个 26 个字母都念不全的农村小孩,到和世界各国的研究人员开展应用物理的研究,对我自己而言已经足够亮眼了。”湖北赤壁青年叶开轩表示。

目前,他在荷兰屯特大学 非线性纳米光子学 课题组读博。不久前,他和所在团队利用双层氮化硅波导结构,解决了传统集成光子工艺中无法同时束缚光波和声波的难题。利用这一结构,他们有效提升了氮化硅波导的受激布里渊散射效应,并展示了其在微波光子滤波器中的潜在应用。

值得一提的是,其在本工作中所采用的波导结构,可以在完全标准化的大规模氮化硅集成光子工艺中实现,为在大规模光子芯片 中集成布里渊波导器件提供了可能。

利用此次发现的受激布里渊响应,可以在氮化硅集成光学平台上设计超窄线宽的半导体激光器、集成陀螺仪芯片、片上原子钟、全集成的微波光子处理芯片等。

其中,集成陀螺仪芯片可用于卫星导航、手机里的重力传感等。由于该成果建立在一个已经非常成熟的氮化硅集成光学工艺上,这就意味着以上所提到的应用,非常有望在较短时间内进行大规模量产,并能提供非常优异的性能。

2022 年是受激布里渊散射被发现的一百周年,其由法国物理学家莱昂·布里渊(Léon Brillouin)提出。近几年,在集成光学芯片领域受到了越来越多的重视。

作为最强的一种非线性光学效应,受激布里渊散射已在激光器、传感器、微波光子等领域取得了重大应用。

尽管如此,它仍然是一门蓬勃发展中的学科。尤其是近几年,针对受激布里渊散射在集成光子芯片上的探索,涌现出了一大批激动人心的成果。

“因此希望我们的工作能吸引更多课题组的关注,共同推动集成布里渊芯片 的大规模应用。”叶开轩说。

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