EPFL和IBM的科學(xué)家們通過(guò)結(jié)合鈮酸鋰和氮化硅創(chuàng)造了一種突破性的混合集成可調(diào)諧激光器,它具有低頻率噪音和快速的波長(zhǎng)調(diào)諧。由于其獨(dú)特的性能組合,這種新的激光器在LiDAR、電信和量子計(jì)算方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
鈮酸鋰是一種經(jīng)常被用于光學(xué)調(diào)制器的材料,用于調(diào)節(jié)通過(guò)設(shè)備傳輸?shù)墓獾念l率或強(qiáng)度。因其管理大量光功率的能力和高"波克爾斯系數(shù)"而受到高度重視。這使得該材料在被施加電場(chǎng)時(shí)能夠改變其光學(xué)特性。
研究人員通過(guò)將鈮酸鋰與氮化硅相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了他們的突破,這使他們能夠生產(chǎn)一種新型的混合集成可調(diào)諧激光器。為此,該團(tuán)隊(duì)在EPFL制造了基于氮化硅的光的集成電路("光子集成電路"),然后在IBM將其與鈮酸鋰晶圓粘合在一起。
該研究中開發(fā)的芯片。資料來(lái)源:Grigorii Likhachev (EPFL)
這種方法產(chǎn)生了一種具有低頻率噪聲(衡量激光器頻率穩(wěn)定程度的標(biāo)準(zhǔn))的激光器,同時(shí)具有快速的波長(zhǎng)調(diào)諧功能--這對(duì)于用于光探測(cè)和測(cè)距(LiDAR)應(yīng)用的激光器來(lái)說(shuō)都是很好的品質(zhì)。然后,他們進(jìn)行了一個(gè)光學(xué)測(cè)距實(shí)驗(yàn),用該激光器高精度地測(cè)量距離。
除了集成激光器,該混合平臺(tái)還有可能實(shí)現(xiàn)用于電信的集成收發(fā)器以及用于量子計(jì)算的微波-光學(xué)傳感器。
領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的EPFL方面的Tobias J. Kippenberg教授說(shuō):"這項(xiàng)成果的顯著之處在于,該激光器同時(shí)提供了低相位噪聲和每秒百萬(wàn)赫茲的快速調(diào)諧,這是以前從未用這種芯片級(jí)集成激光器實(shí)現(xiàn)的。"
這項(xiàng)研究得到了地平線2020框架計(jì)劃、瑞士國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和空軍科學(xué)研究辦公室的資助。
芯片樣品是在EPFL的微納技術(shù)中心(CMi)和IBM研究院的Binnig和Rohrer納米技術(shù)中心(BRNC)制作的。
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