光子信息时代来临 薄膜铌酸锂集成光子学颠覆性新路径

来自 实验室仪器网

薄膜铌酸锂(Thin-Film Lithium Niobate， TFLN)是一种新兴的集成光子学材料，具有优异的光学特性和多功能性。与传统的铌酸锂晶体相比，TFLN可以通过微转印等技术集成到硅基等CMOS兼容的平台上，大大缩小了器件尺寸，有利于实现大规模集成和封装。近期薄膜铌酸锂集成光子学的科研，取得了重要的进展。

这项研究主要由来自世界顶尖高校和研究机构的跨学科团队共同开展，团队包括材料科学、光学、电子、微纳制造等领域的专家学者，如来自麻省理工、斯坦福、牛津、清华等知名高校的研究小组，还有工业界的一些领先企业也参与到这一研究领域。

基于TFLN的集成光子器件可以实现高效的非线性光学效应、超高速电光调制、高性能射频滤波、宽带光学频率梳、波长可调激光器等功能。通过将这些高性能器件集成在同一TFLN芯片上，可以实现对光的产生、调控、频率变换等多维复用操作。

开发高性能、高集成度的铌酸锂基集成光子器件和系统，突破现有光电子器件在带宽、功耗、集成度等方面的瓶颈，推动集成光子学技术在光通信、光计算、光传感等领域的应用。

一种具体的例子是TFLN-硅微环调制器。该器件由硅微环谐振器和覆盖在其上的TFLN层组成。通过对TFLN层施加电场，可以利用其波克尔斯效应实现对光信号的高速调制，并且微环谐振器的小尺寸有利于大规模集成。

研究人员已经在TFLN平台上实现了16GHz的电光带宽和45 Gbit/s的高速数据传输，为实现高性能的多维复用光子集成电路奠定了基础。

开发高性能、高集成度的铌酸锂基集成光子器件和系统，突破现有光电子器件在带宽、功耗、集成度等方面的瓶颈，推动集成光子学技术在光通信、光计算、光传感等领域的应用。TFLN集成光子技术正处于快速发展阶段，通过将多种高性能TFLN器件集成在同一芯片上，可以实现对光的多维复用操作，为未来的全光信息处理系统提供重要支撑 。

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