我国科学家开发出可规模制造的光子芯片材料

我国科学家开发出可规模制造的光子芯片材料

引用

中国科学院

1.

https://www.cas.cn/cm/202405/t20240510_5014137.shtml

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员欧欣领衔的团队在光子芯片材料领域取得重大突破，开发出钽酸锂异质集成晶圆，并成功用于高性能光子芯片的制造。该成果于5月8日发表于国际学术期刊《自然》。

光子芯片以光波为信息载体，具有低功耗、高带宽、低时延等优势，是未来信息产业的重要基础。然而，现阶段的光子芯片受限于材料和技术，面临效率较低、功能单一、成本较高等挑战。

欧欣团队采用"万能离子刀"异质集成技术，在钽酸锂材料表面下约600纳米的位置注入离子，成功制备出高质量单晶钽酸锂薄膜。这种薄膜与硅衬底结合形成"硅-二氧化硅-钽酸锂"的"三明治"结构，具有优异的电光转换特性，可实现规模化制造。

与被广泛看好的铌酸锂材料相比，钽酸锂薄膜制备效率更高、难度更低、成本更低，同时具有强电光调制、弱双折射、更宽的透明窗口、更强的抗光折变等特性，极大扩展了光学设计自由度。

此外，欧欣团队与瑞士洛桑联邦理工学院托比亚斯·基彭贝格（Tobias Kippenberg）团队合作，开发了超低损耗钽酸锂光子芯片微纳加工方法。基于钽酸锂光子芯片，团队首次在X切型电光平台中成功产生了孤子光学频率梳，有望在激光雷达、精密测量等领域实现应用。

欧欣（前排右一）团队在实验室。新华社记者董雪 摄