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一体化芯片同时集成激光器和光子波导,有望催生更精确原子钟实验

发表于 2024-03-20 00:46:24 来源:枯树生花网

科技日报记者 刘霞

美国加州大学圣巴巴拉分校与加州理工学院的体化同科学家携手,开发出了首款同时集成激光器和光子波导的芯片芯片,向在硅上实现复杂系统和网络迈出了关键一步。集成激光精确此类光子芯片有助科学家开展更精确的器和原子钟实验,减少对巨型光学工作台的光波需求,也可用于量子领域。望催相关论文已发表于近日出版的生更实验《自然》杂志。


实验概念图
图片来源:《自然》网站

集成电路出现后,原钟科学家们开始将晶体管、体化同二极管和其他组件集成在一个芯片上,芯片这大大提高了芯片等的集成激光精确潜力。在过去几年里,器和光子学领域的光波科学家一直希望能实现同时集成激光器和光子波导。

为研制出此类芯片,望催工程师们开发了插入式隔离器,生更实验以防止可能会出现的导致芯片不稳定的反射。但这种方法需要使用磁性材料,而这也会引发新的问题。在最新研究中,科学家找到了解决这些问题的方法,创造出了第一个真正可用的集成芯片。

研究人员首先在硅衬底上放置一个超低损耗氮化硅波导,随后在波导管上覆盖多种硅,并在其上安装了低噪声磷酸铟激光器。通过将两个组件隔离开,防止了蚀刻过程中对波导的损坏。

研究团队通过测量芯片的噪声水平来测试其性能,结果令人满意,随后他们用其制造出一个可调谐的微波频率发生器。

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