研究人员首次将光子滤波器和调制器放置在标准芯片上。
*：spectrum ieee
Alvaro Casas Bedoya（手持式新型光子芯片）和悉尼大学纳米技术研究所的Ben Eggleton。
悉尼大学的研究人员将光子滤波器和调制器组合在单个芯片上，能够精确检测宽带射频（RF）频谱中的信号。 该研究进一步推动了光子芯片的发展，以取代光纤网络中更大、更复杂的电子射频芯片。
悉尼团队利用受激布里渊散射，这涉及将某些绝缘体（如光纤）中的电场转换为压力波。 2024年，研究人员报告说，布里渊散射具有高分辨率滤波的潜力，并开发了新的制造技术，将硫族化布里渊波导整合到硅芯片上。 2023 年，他们成功地将光子滤波器和调制器组合在同一类型的芯片上。 在11月20日发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的一篇文章中，该团队报告说，这种组合使实验芯片的光谱分辨率达到37兆赫兹，带宽比以前的芯片更宽。
荷兰特温特大学的纳米光子学研究员D**id Marpaung说：“调制器与这种有源波导的集成是这里的一个关键突破。 Marpaung十年前与悉尼团队合作，现在领导着他自己的研究团队，该团队正在采用不同的方法在微型封装中实现宽带、高分辨率的光子无线电灵敏度。 Marpaung说，当有人在100 GHz频段达到低于10 MHz的频谱分辨率时，他们将能够取代市场上笨重的电子射频芯片。 这种芯片的另一个优点是它们可以将射频信号转换为光信号，以便在光纤网络上直接传输。 本次比赛的获胜者将能够进入电信提供商和国防制造商的巨大市场，这些制造商需要能够可靠地导航复杂射频 （RF） 环境的无线电接收器。
“硫族化合物具有非常强的布里渊效应;这很好，但仍然存在它是否可扩展的问题......它仍然被认为是一种实验室材料。 悉尼团队必须找到一种新方法，将 5 毫米封装的硫族化物波导安装到标准制造的硅芯片中，这并非易事。 2024年，该团队想出了如何将硫族化合物组合到硅输入和输出环上，但直到今年才有人使用标准芯片管理这种组合。
光子芯片是一项全球性的努力
其他研究团队正在研究不同的材料，这些材料也可能提供类似的特性。 例如，铌酸锂比硅具有更好的调制器特性，Marpaung在他仍在同行评审的研究中表明，铌酸锂可以通过布里渊散射提供类似的高分辨率滤波。 由耶鲁大学的彼得·拉基奇（Peter Rakich）领导的另一个团队去年证明，纯硅波导和芯片的组合可以在2 GHz频段实现67 MHz滤波。 该研究没有集成调制器，但它表明存在一种可能更简单的制造路径，涉及更少的材料。
也就是说，悉尼团队的方法可能需要比硅更好的声学性能。 研究人员对布里渊效应的了解已有100多年，但近几十年来，人们的兴趣又重新抬头。 过去，研究人员在重新传输信息之前用它来将信息存储在光脉冲中，这是避免将光转化为电并再次返回的技巧。
当然，集成光子芯片的梦想有很多活动部件。 悉尼的研究人员写道，其他人制造的调制器正在快速改进，这也将有助于他们的技术。 相关技术的其他进步可能会使其他一些致力于集成光子芯片的团队受益。 “如果你解决了集成问题、性能问题和可用性问题，你就会得到市场的认可，”Marpaung说。
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