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美國研發鈮酸鋰制造新技術

發布時間:2018-10-09

鈮酸鋰因其電光特性而聞名,已成為最廣泛使用的光學材料之一。鈮酸鋰調制器是現代電信領域的支柱,將電子數據轉換為光纜末端的光信息,但使用鈮酸鋰小規模制造高質量器件非常困難,導致無法實現集成芯片應用。


日前,哈佛大學John A. Paulson工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員已經開發出一種技術,使用鈮酸鋰制造高性能光學微結構,從而打開了通往超高效集成光子電路、量子光子學及微波—光轉換等領域的大門。


該項研究使用傳統微制造工藝,制造出具有超低損耗和高度光學限制的高質量鈮酸鋰器件。Loncar實驗室憑借在鉆石領域的專業知識,使用標準等離子蝕刻在鈮酸鋰薄膜上雕刻微諧振器,并證明納米波導可以在一米長的光路上傳播光線,而光功率只損失大約一半。而同樣條件下,先前的鈮酸鋰器件中傳播的光將損失至少99%。由于納米波導每米傳播損耗小于3dB,科學家可以在1米的路徑長度上對光進行復雜操縱。此外這些波導能夠彎曲,因此一米長的波導可以包裝在一厘米大小的芯片內。


該成果是集成光子學和鈮酸鋰光子學的一個重大突破,將使各種光電功能成為可能,并意味著鈮酸鋰將解決數據中心光鏈路的關鍵應用問題。鈮酸鋰薄膜(TFLN)非常適用于任何需要調制光線或改變光線頻率的功能。在接下來的幾年中,TFLN將為數據中心提供光學模塊,以實現類似于今天電信設備的功能,但體積更小、成本更低、功耗更低。


研究人員的下一步目標是在該成果基礎上,開發鈮酸鋰平臺,應用于光通信、量子計算和通信以及微波光子學等一系列領域。




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