研究人員首次將光子濾波器和調製器放置在標準晶元上。
*：spectrum ieee
Alvaro Casas Bedoya（手持式新型光子晶元）和雪梨大學奈米技術研究所的Ben Eggleton。
雪梨大學的研究人員將光子濾波器和調製器組合在單個晶元上，能夠精確檢測寬頻射頻（RF）頻譜中的訊號。 該研究進一步推動了光子晶元的發展，以取代光纖網路中更大、更複雜的電子射頻晶元。
雪梨團隊利用受激布里淵散射，這涉及將某些絕緣體（如光纖）中的電場轉換為壓力波。 2024年，研究人員報告說，布里淵散射具有高解像度濾波的潛力，並開發了新的製造技術，將硫族化布里淵波導整合到矽晶元上。 2023 年，他們成功地將光子濾波器和調製器組合在同一型別的晶元上。 在11月20日發表在《自然通訊》（Nature Communications）上的一篇文章中，該團隊報告說，這種組合使實驗晶元的光譜解像度達到37兆赫茲，頻寬比以前的晶元更寬。
荷蘭特溫特大學的奈米光子學研究員D**id Marpaung說：“調製器與這種有源波導的整合是這裡的乙個關鍵突破。 Marpaung十年前與雪梨團隊合作，現在領導著他自己的研究團隊，該團隊正在採用不同的方法在微型封裝中實現寬頻、高解像度的光子無線電靈敏度。 Marpaung說，當有人在100 GHz頻段達到低於10 MHz的頻譜解像度時，他們將能夠取代市場上笨重的電子射頻晶元。 這種晶元的另乙個優點是它們可以將射頻訊號轉換為光訊號，以便在光纖網路上直接傳輸。 本次比賽的獲勝者將能夠進入電信提供商和國防製造商的巨大市場，這些製造商需要能夠可靠地導航複雜射頻 （RF） 環境的無線電接收器。
“硫族化合物具有非常強的布里淵效應;這很好，但仍然存在它是否可擴充套件的問題......它仍然被認為是一種實驗室材料。 雪梨團隊必須找到一種新方法，將 5 公釐封裝的硫族化物波導安裝到標準製造的矽晶元中，這並非易事。 2024年，該團隊想出了如何將硫族化合物組合到矽輸入和輸出環上，但直到今年才有人使用標準晶元管理這種組合。
光子晶元是一項全球性的努力
其他研究團隊正在研究不同的材料，這些材料也可能提供類似的特性。 例如，鈮酸鋰比矽具有更好的調製器特性，Marpaung在他仍在同行評審的研究中表明，鈮酸鋰可以通過布里淵散射提供類似的高解像度濾波。 由耶魯大學的彼得·拉基奇（Peter Rakich）領導的另乙個團隊去年證明，純矽波導和晶元的組合可以在2 GHz頻段實現67 MHz濾波。 該研究沒有整合調製器，但它表明存在一種可能更簡單的製造路徑，涉及更少的材料。
也就是說，雪梨團隊的方法可能需要比矽更好的聲學效能。 研究人員對布里淵效應的了解已有100多年，但近幾十年來，人們的興趣又重新抬頭。 過去，研究人員在重新傳輸資訊之前用它來將資訊儲存在光脈衝中，這是避免將光轉化為電並再次返回的技巧。
當然，整合光子晶元的夢想有很多活動部件。 雪梨的研究人員寫道，其他人製造的調製器正在快速改進，這也將有助於他們的技術。 相關技術的其他進步可能會使其他一些致力於整合光子晶元的團隊受益。 “如果你解決了整合問題、效能問題和可用性問題，你就會得到市場的認可，”Marpaung說。
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