美国加州理工学院成功突破可见光波段制备低损耗硅晶圆光导的难题

美国加州理工学院的研究团队终于成功突破了在可见光波段制备低损耗硅晶圆光导的难题。他们发明了一种新方法,能把跟光纤一样的锗硅酸盐玻璃刻在硅晶圆上,这种工艺实现了关键的技术突破。他们用8英寸或12英寸的大晶圆,做出了螺旋状的锗硅酸盐玻璃波导,这样就能在很小的面积里把光路延长。这种材料很容易和光纤还有半导体激光器连在一起,以后能帮数据中心省不少电。 比起现在大家常用的氮化硅,这种新材料在近红外波段已经不错了,可见光波段更厉害。他们还给波导做了低温退火处理,让表面变得超级光滑,几乎没有了散射损耗。在可见光波段,这个器件的损耗比以前记录下降了20倍左右。虽然芯片本身才2厘米见方,但光在环形谐振腔里跑一圈的有效长度能有几米甚至几公里那么远。 这一突破让器件性能直接提升了一大截。用这材料做的激光器件,相干时间比以前提高了100多倍。这方法还能拓宽能用到的波长范围,以后用来做芯片级的原子传感器、光学时钟和离子阱系统都很有希望。目前他们已经用这种材料做出了环形谐振器、各种激光器还有非线性频率生成器了。