科技日报北京8月10日电(记者刘霞)美国加州大学圣巴巴拉分校和加州理工学院的科学家共同研发出首个同时集成激光和光子波导的芯片,这是在硅上实现复杂系统和网络的关键一步。这种光子芯片可以帮助科学家进行更精确的原子钟实验,减少对巨型光学工作台的需求,还可以用于量子领域。相关论文已发表在最近出版的《自然》杂志上。
集成电路出现后,科学家开始将晶体管、二极管等元件集成在一块芯片上,大大提高了芯片的潜力等等。在过去的几年里,光子学领域的科学家一直希望同时集成激光器和光子波导。
为了开发这种芯片,工程师们开发了插入式隔离器,以防止可能导致芯片不稳定的反射。但这种方法需要使用磁性材料,也会产生新的问题。在最新的研究中,科学家们找到了解决这些问题的方法,并创造了第一个真正可用的集成芯片。
研究人员首先在硅衬底上放置一个超低损耗的氮化硅波导,然后用多种硅覆盖波导,并在其上安装一个低噪声的磷酸铟激光器。通过隔离这两个部件,防止了波导在蚀刻过程中被损坏。
研究小组通过测量其噪声水平来测试芯片的性能,结果令人满意。然后他们用它来制造可调谐的微波频率发生器。
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