新加坡技术与设计大学 1)3D螺旋波导
悬浮空气桥波导；插图显示了输入和输出耦合部分
(c) 30Gb/s NRZ和(d)56Gb/s PAM 4 3D印刷波导输出眼图
信用:SUTD 数据中心云互联服务、超宽带视频服务、5G移动服务等新兴服务刺激了光子集成电路的快速发展，能够满足通信系统对互联网日益增长的需求
然而，今天的照片很大程度上被认为是平面结构，能够在一个平面内引导光线
这种平面性是由于传统的自顶向下的制造工艺而产生的
多光子光刻是一种新的、有前途的三维印刷技术，与电子和光电子学中使用的传统洁净室型制造方法中的三维物体的制造相比，该技术允许更容易地制造三维物体
有了这种技术，实现图片不再有自上而下曝光的限制，因为它开启了第三维度的功能
利用添加制造的概念，三维多光子光刻涉及使用飞秒光源，当聚焦到材料中的特定位置时，引发双光子聚合
该技术被用来实现高分辨率的三维光子结构
新加坡技术与设计大学的研究人员展示了高分辨率的三维波导，它超越了光在单一平面中的限制
在《高级光学材料》杂志上发表的论文中
高宏伟、谭副教授和他们在光子学设备与系统组的同事演示了高分辨率的三维波导，这些波导以螺旋和空气桥的形式引导光线(参见下面的扫描电镜图像)
除了这些新颖的器件，他们还展示了具有1
6dB光纤-波导耦合损耗和3dB带宽超过60纳米
这与当前的行业标准形成鲜明对比，当前的行业标准要求对大约1dB的损耗进行劳动密集型封装
研究小组证明，他们的损失很低，不需要任何后期加工或后期制作包装
高分辨率制造还产生了具有亚微米特征尺寸的环形谐振器
“所制造的光子器件是光子集成电路领域的一项创新性进展
重要的是，我们还能够演示通过这些波导的30Gb/s无错NRZ和56Gb/s PAM4数据传输
这一点很重要，因为这些高速测试格式和速率与当今商业直接检测收发器产品中使用的格式和速率是一致的，”首席研究员、中山大学光子学设备与系统组组长谭副教授解释说
事实上，该团队只能获得0的小功率罚分
NRZ为7分贝(误码率= 10-12)和1
光子器件的功率放大器4(误码率= 10-6)为5分贝
这些结果成功地证明了通过三维制造的波导的高速、无误差的光传输
这也展示了该器件作为低损耗波导和光互连的适用性
“重要的是，这些波导的三维质量使我们能够超越传统平面结构的限制
这样，就有可能获得更高密度的照片
高分辨率、亚微米特征尺寸也很有前途，特别是在实现高级功能方面，如光谱滤波、谐振器结构和亚表面
高，论文第一作者，北京科技大学博士后
“这项工作展示了添加剂制造在制造具有高分辨率的高级三维设计的先进光子器件方面的潜力，”联合作者之一、来自上海交通大学的罗宏仪副教授补充道
未来，实现高分辨率三维光子结构的能力可能会在光子学的形式和功能方面创造更多的进步，包括先进的光学信号处理、成像技术和光谱系统
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