EPFL和IBM的科學(xué)家們通過結(jié)合鈮酸鋰和氮化硅創(chuàng)造了一種突破性的混合集成可調(diào)諧激光器，它具有低頻率噪音和快速的波長調(diào)諧。由于其獨(dú)特的性能組合，這種新的激光器在LiDAR、電信和量子計(jì)算方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

鈮酸鋰是一種經(jīng)常被用于光學(xué)調(diào)制器的材料，用于調(diào)節(jié)通過設(shè)備傳輸?shù)墓獾念l率或強(qiáng)度。因其管理大量光功率的能力和高"波克爾斯系數(shù)"而受到高度重視。這使得該材料在被施加電場時(shí)能夠改變其光學(xué)特性。

研究人員通過將鈮酸鋰與氮化硅相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了他們的突破，這使他們能夠生產(chǎn)一種新型的混合集成可調(diào)諧激光器。為此，該團(tuán)隊(duì)在EPFL制造了基于氮化硅的光的集成電路（"光子集成電路"），然后在IBM將其與鈮酸鋰晶圓粘合在一起。

該研究中開發(fā)的芯片。資料來源：Grigorii Likhachev (EPFL)

這種方法產(chǎn)生了一種具有低頻率噪聲（衡量激光器頻率穩(wěn)定程度的標(biāo)準(zhǔn)）的激光器，同時(shí)具有快速的波長調(diào)諧功能--這對于用于光探測和測距（LiDAR）應(yīng)用的激光器來說都是很好的品質(zhì)。然后，他們進(jìn)行了一個(gè)光學(xué)測距實(shí)驗(yàn)，用該激光器高精度地測量距離。

除了集成激光器，該混合平臺(tái)還有可能實(shí)現(xiàn)用于電信的集成收發(fā)器以及用于量子計(jì)算的微波-光學(xué)傳感器。

領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的EPFL方面的Tobias J. Kippenberg教授說："這項(xiàng)成果的顯著之處在于，該激光器同時(shí)提供了低相位噪聲和每秒百萬赫茲的快速調(diào)諧，這是以前從未用這種芯片級集成激光器實(shí)現(xiàn)的。"

這項(xiàng)研究得到了地平線2020框架計(jì)劃、瑞士國家科學(xué)基金會(huì)和空軍科學(xué)研究辦公室的資助。

芯片樣品是在EPFL的微納技術(shù)中心（CMi）和IBM研究院的Binnig和Rohrer納米技術(shù)中心（BRNC）制作的。