【產(chǎn)通社，5月13日訊】對(duì)于芯片制造商，可能很快就會(huì)出現(xiàn)一種能夠增加集成光子芯片的范圍和性能的新工具——聲子介導(dǎo)（sound-mediated）的光控制和引導(dǎo)方法。

特溫特大學(xué)(UT)研究小組使用薄膜鈮酸鋰(TFLN)開(kāi)發(fā)了一個(gè)可擴(kuò)展、高效的集成平臺(tái)，用于受激布里淵散射(Brillouin Scattering，SBS)。在光學(xué)材料鈮酸鋰(LN)中，聲波可以通過(guò)光的方向控制，并集成在光子技術(shù)中，TFLN則是光芯片的既定平臺(tái)。

迄今為止，把SBS用于集成光子學(xué)還不現(xiàn)實(shí)。聲波也是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈儍A向于向所有方向傳播并分散能量。如果把SBS加入工具包中，光學(xué)工程師將能夠?qū)喓掌澗�寬激光器、超選擇性濾波器和許多其他高性能組件集成到他們的光子電路中。

通過(guò)材料的各向異性，研究人員在他們的TFLN平臺(tái)中加入強(qiáng)化SBS，顯著的SBS增益使TFLN適合具有多種功能的布里淵光子學(xué)引擎的開(kāi)發(fā)。與香港城市大學(xué)（CityU）的一個(gè)研究小組合作，UT團(tuán)隊(duì)在TFLN平臺(tái)上制造了一個(gè)片上布里淵放大器和一個(gè)激光器，這是光子集成電路中的兩個(gè)關(guān)鍵組件。研究人員還創(chuàng)造了一種多功能布里淵微波光子處理器，能夠過(guò)濾輸入信號(hào)。

“集成布里淵光子在科學(xué)和商業(yè)上都是非有前景的，我們的工作將它從實(shí)驗(yàn)室?guī)У搅斯S，”UT團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人Marpaung說(shuō)。

研究人員在TFLN平臺(tái)上確定了兩種不同的SBS過(guò)程——一種由線寬為20MHz的表面聲波驅(qū)動(dòng)的，另一種是由線寬超過(guò)4GHz的體聲波驅(qū)動(dòng)的。該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一種可編程、多功能、集成的布里淵微波光子處理器，能夠進(jìn)行陷波濾波、帶通濾波和真時(shí)間延遲。

通過(guò)使用SBS控制穿過(guò)介質(zhì)的光波和材料晶格中產(chǎn)生的聲波之間的正反饋回路，研究人員開(kāi)發(fā)了一種傳輸和處理信息的新方法。繼電子學(xué)中的電子和集成光子學(xué)中的光子之后，將聲子介導(dǎo)的相互作用視為塑造、重定向或處理信號(hào)的第三種方式。

將SBS與先進(jìn)的TFLN技術(shù)聯(lián)系起來(lái)，將開(kāi)啟集成布里淵光子學(xué)的新范式。例如，通過(guò)芯片級(jí)激光器實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)中原子鐘的低成本集成；與高速調(diào)制器的集成將帶來(lái)更高的性能、更小的尺寸和更低的成本，這對(duì)6G無(wú)線電和GPS導(dǎo)航非常重要。

剪報(bào)來(lái)源：
https://www.photonics.com/Articles/Optical_Platform_Enables_Sound-Mediated_Control/p5/a71010

論文連接：
https://www.doi.org/10.1126/sciadv.adv4022