上圖展示了一種新的集成光子學平臺，可以在集成電路中存儲光，並對其頻率（或顏色）進行電控制
據麥姆斯諮詢報道，美國哈佛大學John A. Paulson工程與應用科學學院（SEAS）的研究人員開發了一種新的集成光子學平臺，可以在集成電路中存儲光，並對其頻率（或顏色）進行電控制。
該平臺從原子系統中汲取了靈感，或能在光量子信息處理、光信號處理和微波光子學領域獲得廣泛應用。
“這是微波首次用於在一顆芯片上以可編程的方式改變光的頻率，”SEAS應用物理學前博士後研究員Mian Zhang說，他是該研究論文的第一作者，現在已成為哈佛大學創業公司HyperLight Corporation的首席執行官，“許多量子光子學和經典光學應用需要光頻轉換，這個難度一直很大。我們的研究表明，我們不僅可以以可控的方式改變光的頻率，而且使用這種新技術，我們還可以根據需要存儲並提取光，這在之前是無法實現的。”
微波信號在無線通信中無處不在，但之前，研究人員認為它們與光子的相互作用太弱。SEAS電氣工程教授Marko Loncar領導的研究團隊開發出了一種使用鈮酸鋰（LiNbO3，一種具有強大電光特性的材料）製造高性能光學微結構的技術。
Loncar和他的團隊此前已證明，他們可以通過鈮酸鋰納米波導極低損耗地傳播光，並能利用片上鈮酸鋰調製器控制光強度。在最新的研究中，他們結合這些技術做了進一步開發，以構建一種類似分子的系統，並使用這種新平臺精確控制芯片上光的頻率和相位。
“鈮酸鋰具有獨特的低光學損耗和強大的電光非線性性能，使我們能夠在可編程電光系統中動態控制光，”該論文的共同第一作者，現任香港城市大學助理教授Cheng Wang說，“這一成果或將推動光學和微波信號處理可編程濾波器的發展，並將在射電天文學、雷達技術等領域得到應用。”
接下來，研究人員的目標是使用相同的架構開發更低損耗的光波導和微波電路，以實現更高的效率，並最終實現微波和光子之間的量子鏈接。
“微波和光學光子的能量相差五個數量級，但我們的系統能夠以幾乎100％的效率，一次一個光子地橋接這一差距，”該論文的高級作者Loncar說，“這一技術或能推動量子云的實現，量子云是通過安全光通信通道互聯量子計算機的一種分佈式網絡。”
這項研究還由哈佛大學納米光學實驗室Yaowen Hu、Amirhassan Shams-Ansari、Tianhao Ren；和斯坦福大學電氣工程系教授Shanhui Fan共同完成。該研究得到了美國國家科學基金會、海軍研究辦公室、陸軍分佈式量子信息研究實驗中心和集成量子材料中心（CIQM）的部分支持。研究中的器件製造在哈佛大學納米系統中心完成。
這項研究已發表於Nature Photonics期刊。
延伸閱讀：
《硅光子技術及市場趨勢-2018版》
《光通信和網絡市場-2017版》
《MEMS產業現狀-2018版》
原文鏈接：http://www.mems.me/mems/optical_mems_201901/7586.html
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