洛桑联邦理工学院
信用:EPFL
技术越来越趋向于小型化和节能
这也适用于电子芯片
光，更广泛地说是光学，在制造紧凑和便携的芯片中起作用
以卡米尔·布里斯教授为首的光子系统实验室的研究人员成功地应用了一种新的原理，将二阶光学非线性引入氮化硅芯片
《自然光子学》杂志首次报道了这一发现
不同颜色的光 “例如，当使用绿色激光笔时，激光器本身不是绿色的，因为这些特别难制造
所以我们改变现有激光的频率
它发射的频率是绿色的一半，然后我们利用晶体中的非线性使它加倍，从而得到绿色
我们的研究包括将这一功能集成到芯片上，这些芯片可以用为电子技术(CMOS)开发的标准技术制造
得益于此，我们将能够在一个芯片上高效地产生不同颜色的光，”卡米尔·布里斯解释道
演示的方法以前从未实施过
当前与CMOS工艺兼容的光子芯片使用标准光子材料，例如硅，其不具有二阶非线性，因此本质上不能以这种方式转换光
“事实证明，这是技术进步的一个障碍，”教授补充道
放大环 工程学院的科学家开发了一种诱导非线性的技术，这种技术可以用来转换通常不可能转换的光
此外，为了使这种转换有效，他们使用了谐振器——一种放大光经历的非线性过程的环形结构
氮化硅谐振器的技术是在EPFL建立的，现在由利根泰克公司商业化，它显示出非常低的损耗，因此光在谐振器中循环很长时间
“非线性来自光和物质之间的相互作用
这种交换必须是长期的，如果这个过程是功能和效率
然而，芯片是一个小物体，我们不能从长距离中获益
D
和第一作者
引入谐振器的光被捕获，并传播增加非线性相互作用所需的时间
高速公路上的两辆车 由于这种技术，芯片的效率显著提高
但是强加了一个新的限制
使用谐振器时，我们受到可用颜色的限制，”卡米尔·布里斯说
事实上，非线性效应的有效性也取决于不同相互作用颜色之间的相位一致性，而它们不可避免地具有不同的传播速度
就像高速公路上的两辆车
我们希望快车道上的一个减速，而另一个加速，这样它们就可以挨着滚动，从而相互作用，”胡建奇博士说
D
和第一作者
这通常只有在谐振器非常受限的情况下才能实现
研究人员找到了一种解决方案来避免这种限制，并且尽管使用了谐振器，也能提供多种颜色的范围
在谐振器中，光波传播，产生相干相互作用，改变材料的性质
该结构的自组织以完全全光学的方式实现，其自动补偿相位失配，而不管输入颜色如何
因此，我们避开了谐振器的关键限制，同时仍然受益于它们强大的效率提升，”研究人员总结道
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