新闻详情
更多+
特温特大学开发高效集成平台：薄膜铌酸锂助力受激布里渊散射技术突破
作者：欧光科技 发表时间：2025-05-15 10:52:57
2025年5月，荷兰特温特大学（UT）DavidMarpaung教授领导的研究团队在《科学进展》（ScienceAdvances）发表重要成果，宣布成功利用薄膜铌酸锂（TFLN）平台构建了可扩展、高效的受激布里渊散射（SBS）集成系统。这一突破解决了长期以来SBS技术在集成光子学中难以实际应用的难题，为亚赫兹线宽激光器、超选择性滤波器等高性能光子器件的芯片级集成开辟了新路径。
一、突破传统瓶颈：从声波散射到定向操控
受激布里渊散射是光与材料中声波相互作用的关键物理过程，但其在集成光子学中的应用长期受限于声波能量的无序散射。传统光学材料中，声波向各方向传播导致能量耗散，使得SBS增益不足。特温特团队利用铌酸锂（LN）的各向异性特性，通过精准设计光波导结构，首次实现了对声波传播方向的高效导引。TFLN平台的成熟光子集成技术与材料各向异性相结合，显著增强了SBS效应——实验中观察到表面声波（SAW）驱动的SBS线宽达20MHz，体声波（BAW）驱动的SBS线宽超过4GHz，为构建高性能布里渊光子器件奠定了基础。
二、片上光子器件的里程碑：从放大器到微波处理器
研究团队在TFLN平台上成功制备了多种关键组件：
布里渊放大器与激光器：通过10厘米螺旋波导结构，窄带内部净增益放大器克服了传播损耗；结合高质量赛道谐振器，受激布里渊激光器实现了超过20nm的调谐范围，并产生了线宽仅9Hz的高纯度射频信号，为精密测量和通信系统提供了核心元件。
多功能微波光子处理器：开发出可编程的集成布里渊处理器，支持陷波滤波、带通滤波和实时延迟等功能，可在微波信号处理中实现高效的噪声抑制与信号调制。
Marpaung教授指出：'集成布里渊光子学曾是实验室中的理论构想，我们的工作使其迈向晶圆级制造，为规模化应用铺平了道路。'
三、开启光子技术新范式：从原子钟到6G通信
该技术的核心价值在于推动光子器件的微型化与高性能化，其应用前景涵盖多个战略领域：
1.原子钟的芯片级革命
传统原子钟依赖超精密激光器，体积庞大且成本高昂。TFLN平台的SBS技术可将激光器线宽压缩至亚赫兹级别，使原子钟的核心部件小型化成为可能。未来，芯片级原子钟有望集成到卫星、无人机等设备中，实现无需GPS的自主高精度导航，提升航空航天与物联网终端的可靠性。
2.6G通信的抗干扰'盾牌'
针对6G高频段通信面临的复杂电磁干扰，集成布里渊光子学可实现超选择性滤波。通过与高速调制器结合，新型滤波器能在毫米级芯片上完成对干扰信号的精准识别与抑制，为6G基站、车载雷达等提供低功耗、高鲁棒性的信号处理方案，助力构建无死角的无线通信网络。
3.声子介导的信息处理新维度
研究首次提出将'声子'作为信号处理的第三维度——继电子（电子学）、光子（光子学）之后，利用光声相互作用的正反馈回路，实现对信号的塑形、重定向与实时处理。这一理念为量子通信、生物传感等前沿领域提供了跨学科创新思路。
四、产业化加速：从实验室到晶圆厂的跨越
特温特大学团队与香港城市大学合作，已完成片上布里渊器件的原理验证与工艺优化。当前，TFLN平台的优势在于兼容成熟的半导体制造流程，支持大规模晶圆级生产。Marpaung团队正探索与MeadowlarkOptics等企业合作，推动SBS技术在空间光调制器、精密传感设备中的落地。'我们的目标不仅是发表论文，更要让技术走进产业链，'他强调，'小型化、低成本的布里渊光子器件将重塑未来光电系统的架构。'
五、挑战与未来：声波操控的极限探索
尽管成果显著，研究团队坦言仍需攻克两大挑战：一是进一步优化声波模式的confinement效率，降低器件能耗；二是实现与硅基光子平台的异质集成，拓展应用兼容性。未来，随着材料生长技术（如原子层沉积）与微纳加工工艺的进步，TFLN-SBS平台有望与量子比特、传感器阵列等功能模块深度融合，催生'光-声-电'一体化的智能芯片，为第六代通信、自动驾驶、星链网络等战略领域提供核心技术支撑。
这项研究不仅标志着集成布里渊光子学的关键突破，更展现了材料科学与光子工程交叉创新的无限潜力。当光、声、电在纳米尺度上实现高效协同，一个更小、更智能、更互联的光子时代正加速到来。
更多文章
更多+
-
离轴 MTF 与全视场测量：镜头质量不能只看中心欧光科技 · 光学传递函数测量离轴 MTF 与全视场测量：镜头质量不能只看中心轴上 MTF只是起点离轴 MTF视场边缘质量子午/弧矢两个方向分量全视场质量矩阵一
-
光学玻璃体缺陷检测：条纹、气泡与夹杂物很多光学加工者有一个惯性思维：拿到一块抛光好的玻璃，面形 PV 合格、透过率达标，就认为这块料没问题了。但光学玻璃的质量远不止表面面形——玻璃内部还藏着一类"体缺陷"（bulk defects），它们不影响面形，却会散射光、引入波前畸变、甚至在激光或高能应用里成为损伤起点。
-
面型测量和波前测量是一回事吗？一文讲清两者区别一、两个常见的光学检测概念在光学加工和镜头检测中，'面型测量'和'波前测量'是两个经常被提到的术语。很多人会把它们混为一谈——都是用干涉仪测，都出PV值和RMS
-
中心偏测量：镜头装调中最容易被忽视的关键环节一个镜头通常由多片透镜组成。理想状态下，每片透镜的光轴应该与镜头的机械轴（安装基准轴）完全重合。但在实际装调过程中，由于加工误差、装配偏差，每片透镜的光轴都会有不同程度的偏移——这就是中心偏（Center偏差，也称Decenter）。
-
偏振度与消光比测量： 光的"方向性"怎么量化激光、LCD、偏振通信都依赖'光的振动方向'——这个看不见的属性，用偏振度和消光比来打分偏振度偏振光占比消光比偏振纯度指标检偏器正交探测法波片相位延迟测量一、偏
声明：此篇为欧光科技原创文章，转载请标明出处链接,以上文章或转稿中文字或图片涉及版权或法律等问题，请及时联系本站，我们会尽快和您对接处理。
