Nature Communications: 氮化硅材料实现超低损耗集成光子芯片

硅由于资源含量充足以及光学特性而成为广泛使用的集成光子芯片材料。然而，硅的光损耗比氮化硅要高几个数量级。因此，氮化硅目前已成为以低损耗为关键的窄线宽激光器，光子延迟线以及非线性光子学等应用的首选材料。瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)的研究人员最新实现了光损耗低，占地面积小的氮化硅集成光子电路。该研究目前发表于Nature Communications (www.doi.org/10.1038/s41467-021-21973-z)。

具有螺旋波导的集成氮化硅光子芯片。

EPFL的研究人员基于其之前开发的光子镶嵌工艺，将纳米制造与材料科学相结合。利用该技术，该团队实现的光损耗仅为1 dB / m，这刷新了低损耗非线性集成光子材料的记录。低损耗极大地降低了用于构建芯片级光学频率梳的功率，这些技术在相干光收发器，低噪声微波合成器，激光雷达，神经形态计算和光学原子钟等应用中有重要应用。该团队使用这项新技术在5×5 mm2芯片和高Q微谐振器上加工了长度米量级的光波导。此外，研究人员还提到了很高的加工优品率，这对于扩大工业生产规模至关重要。

EPFL MicronanoTechnology (CMi) 的研究人员表示，这些芯片设备已经用于参量光放大器，窄线宽激光器和芯片级频率梳。未来，该技术也有望被用于相干激光雷达，光子神经网络和量子计算等新兴应用。