首個集成在鈮酸鋰芯片上的激光器面世，為高功率通信系統及量子網絡等應用鋪平道路

科技日報記者 劉霞

美國哈佛大學科學家在最新一期《光學》雜誌上撰文稱，他們研製出了首個集成在鈮酸鋰芯片上的集成器，為高功率通信系統、全集成光譜儀、光學遙感，以及量子網絡的高效變頻等應用鋪平了道路。

研究人員解釋稱，長距離通信網絡、數據中心光互連和微波光子系統都依賴激光來產生光載波以用於數據傳輸。但大多數情況下，激光器是獨立設備，位於調製器外部，這會使整個系統更昂貴，且穩定性和可擴展性也較差。

在最新研究中，哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）的研究人員與行業合作伙伴攜手，在鈮酸鋰芯片上開發了第一臺全集成高功率激光器。他們將小型但功能強大的分佈式反饋激光器集成在芯片上。這些激光器位於蝕刻在鈮酸鋰芯片內的小井或溝槽中，且與鈮酸鋰內的50千兆赫茲電光調製器相結合，構建了一個高功率發射器。

最新研究資深作者馬科·隆卡爾説：「集成鈮酸鋰是開發高性能芯片級光學系統的重要平臺，但將激光器安裝到鈮酸鋰芯片上已被證明是一個極大的挑戰。在這項研究中，我們藉助納米制造技巧和技術，克服了這些挑戰，實現了在薄膜鈮酸鋰平臺上集成高功率激光器的目標。」

最新研究第一作者、SEAS研究生阿米拉桑·沙姆斯·安薩里説：「集成高性能即插即用激光器將顯著降低未來通信系統的成本、複雜性和功耗。我們最新研製出來的這款集成激光器可以集成到更大的光學系統中，用於傳感、激光雷達和數據通信等一系列應用。」

研究團隊強調説，將薄膜鈮酸鋰器件與高功率激光器相結合，是朝着大規模、低成本、高性能發射陣列和光網絡方向邁出的關鍵一步。他們計劃繼續提高激光器的功率和可擴展性，以使其能應用於更多領域。