美國(guó)哈佛大學(xué)科學(xué)家在最新一期《光學(xué)》雜志上撰文稱，他們研制出了首個(gè)集成在鈮酸鋰芯片上的激光器，為高功率通信系統(tǒng)、全集成光譜儀、光學(xué)遙感，以及量子網(wǎng)絡(luò)的高效變頻等應(yīng)用鋪平了道路。

這款芯片上的激光器與50千兆赫茲電光調(diào)制器相結(jié)合，組成一臺(tái)高功率發(fā)射器。圖源：物理學(xué)家組織網(wǎng)

研究人員解釋稱，長(zhǎng)距離通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心光互連和微波光子系統(tǒng)都依賴激光來(lái)產(chǎn)生光載波以用于數(shù)據(jù)傳輸。但大多數(shù)情況下，激光器是獨(dú)立設(shè)備，位于調(diào)制器外部，這會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)更昂貴，且穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性也較差。

在最新研究中，哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）的研究人員與行業(yè)合作伙伴攜手，在鈮酸鋰芯片上開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)全集成高功率激光器。他們將小型但功能強(qiáng)大的分布式反饋激光器集成在芯片上。這些激光器位于蝕刻在鈮酸鋰芯片內(nèi)的小井或溝槽中，且與鈮酸鋰內(nèi)的50千兆赫茲電光調(diào)制器相結(jié)合，構(gòu)建了一個(gè)高功率發(fā)射器。

最新研究資深作者馬科·隆卡爾說(shuō)：“集成鈮酸鋰是開(kāi)發(fā)高性能芯片級(jí)光學(xué)系統(tǒng)的重要平臺(tái)，但將激光器安裝到鈮酸鋰芯片上已被證明是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。在這項(xiàng)研究中，我們借助納米制造技巧和技術(shù)，克服了這些挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)了在薄膜鈮酸鋰平臺(tái)上集成高功率激光器的目標(biāo)。”

最新研究第一作者、SEAS研究生阿米拉桑·沙姆斯·安薩里說(shuō)：“集成高性能即插即用激光器將顯著降低未來(lái)通信系統(tǒng)的成本、復(fù)雜性和功耗。我們最新研制出來(lái)的這款集成激光器可以集成到更大的光學(xué)系統(tǒng)中，用于傳感、激光雷達(dá)和數(shù)據(jù)通信等一系列應(yīng)用。”

研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)說(shuō)，將薄膜鈮酸鋰器件與高功率激光器相結(jié)合，是朝著大規(guī)模、低成本、高性能發(fā)射陣列和光網(wǎng)絡(luò)方向邁出的關(guān)鍵一步。他們計(jì)劃繼續(xù)提高激光器的功率和可擴(kuò)展性，以使其能應(yīng)用于更多領(lǐng)域。

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