洛桑联邦理工学院 具有氮化铝致动器的集成氮化硅光子芯片
信用:何、刘() 压电材料可以将电压转换成机械位移，反之亦然
它们普遍存在于现代无线通信网络中，例如手机
如今，压电器件，包括滤波器、换能器和振荡器，被用于数十亿个无线通信、全球定位、导航和空间应用设备中
在《自然》杂志发表的一篇文章中，托拜厄斯·J教授领导了一项合作
EPFL大学的基彭伯格和苏尼勒教授
普渡大学的巴韦将压电氮化铝(AlN)技术——用于现代手机的射频滤波器——与超低损耗氮化硅(Si3N4)集成光子学相结合，展示了一种新的片上声光调制方案
混合电路允许在具有超低电功率的光子波导上进行宽带激励——迄今为止这是一项具有挑战性的壮举
电路本身是用兼容互补金属氧化物半导体的铸造工艺制造的，这种工艺广泛用于制造微处理器、微控制器、存储芯片和其他数字逻辑电路
光和声音 为了构建电路，科学家们使用了Si3N4，Si3N 4已经成为芯片级、基于微谐振器的光学频率梳(“微梳”)的主要材料
微束用于一系列精密应用，包括相干通信、天文分光计校准、超快测距、低噪声微波合成、光学原子钟，以及最近的并行相干激光雷达
研究人员在超低损耗Si3N4光子电路上制作了压电AlN致动器，并在其上施加了电压信号
该信号以机电方式诱发体声波，可调制Si3N4电路中产生的微束
简而言之，声音震动光
该方案的一个关键特征是它保持了Si3N4电路的超低损耗
“这一成就标志着微库仑技术的一个新的里程碑，它连接了集成光子学、微机电系统工程和非线性光学，”微纳米技术中心(CMi)Si3N 4光子学芯片制造负责人刘说
“通过利用压电和体声光相互作用，它能够以前所未有的速度和超低功耗实现片内光学调制
" 显示覆盖氮化硅光子电路的压电致动器的显微镜图像
信用:刘，瑞 两项新应用 使用新的混合系统，研究人员展示了两个独立的应用:首先，基于微库仑的大规模并行相干激光雷达的优化，基于他们最近也发表在《自然》杂志上的先前工作
这种方法可以为基于芯片的激光雷达引擎提供一条由互补金属氧化物半导体微电子电路驱动的途径
其次，他们通过对Si3N4微谐振器进行时空调制，制造了无磁铁的光隔离器，这一点最近发表在《自然通讯》上
“体声波的紧密垂直限制防止了串扰，并允许致动器的紧密放置，这在p-i-n硅调制器中是难以实现的，”郝天说，他在普渡大学比尔克纳米技术中心的Scifres洁净室制造了压电致动器
这项新技术可以推动微处理器在电力关键系统中的应用
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在太空、数据中心和便携式原子钟中，或者在极端环境中，例如低温
“到目前为止，未预见到的应用程序将在多个社区跟进，”基彭伯格教授说
“事实一再证明，混合动力系统可以获得超越单个部件的优势和功能
" “我最近读了一篇真正引起我共鸣的《科学美国人》文章，”巴韦教授补充道
它被称为“为什么科学是更好的，当它是跨国的”
“没有这种多学科和跨大陆的合作，我们的成果是不可能的
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