3D集成硅PIC芯片

來自美國加州大學圣巴巴拉分校與加州理工學院的科研團隊合作開發出了首款同時集成激光器和光子波導的芯片，向在硅上實現復雜系統和網絡邁出了關鍵一步。相關論文已發表于近日出版的《自然》雜志上，該團隊描述了他們如何制作該芯片以及在測試時工作狀況如何。

集成電路出現后，科學家們開始將晶體管、二極管和其他組件集成在一個芯片上，這大大提高了芯片等的潛力。在過去幾年里，光子學領域的科學家一直希望能實現同時集成激光器和光子波導。此類光子芯片有助科學家開展更精確的原子鐘實驗，減少對巨型光學工作臺的需求，也可用于量子領域。

為研制出此類芯片，工程師們開發了插入式隔離器，以防止可能會出現的導致芯片不穩定的反射。但這種方法需要使用磁性材料，而這也會引發新的問題。在最新研究中，科學家找到了解決這些問題的方法，創造出了第一個真正可用的集成芯片。

研究人員首先在硅襯底上放置一個超低損耗氮化硅波導，隨后在波導管上覆蓋多種硅，并在其上安裝了低噪聲磷酸銦激光器。通過將兩個組件隔離開，防止了蝕刻過程中對波導的損壞。

研究團隊通過測量芯片的噪聲水平來測試其性能，結果令人滿意，隨后他們用其制造出一個可調諧的微波頻率發生器。

審核編輯 黃宇