首款同时集成激光器和光子波导的芯片

3D集成硅PIC芯片

来自美国加州大学圣巴巴拉分校与加州理工学院的科研团队合作开发出了首款同时集成激光器和光子波导的芯片，向在硅上实现复杂系统和网络迈出了关键一步。相关论文已发表于近日出版的《自然》杂志上，该团队描述了他们如何制作该芯片以及在测试时工作状况如何。

集成电路出现后，科学家们开始将晶体管、二极管和其他组件集成在一个芯片上，这大大提高了芯片等的潜力。在过去几年里，光子学领域的科学家一直希望能实现同时集成激光器和光子波导。此类光子芯片有助科学家开展更精确的原子钟实验，减少对巨型光学工作台的需求，也可用于量子领域。

为研制出此类芯片，工程师们开发了插入式隔离器，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。

审核编辑 黄宇