光子芯片紫外光源功率破纪录，提升百倍

【金色港湾资讯网为您推荐阅读】

近日，荷兰特文特大学和哈佛大学联合揭晓了一项重大成果，此成果为在光子芯片上实现了毫瓦级紫外光输出，其功率相较于以往有了超过百倍的提升，并且首次使得芯片级紫外光源迈入了“可用门槛”，相关论文刊载于最新一期的《自然·通讯》杂志。

当下，集成光源已然成为现代科技的基石，然而不同的应用所需求的却为不同颜色的光，其中数据通信通常会使用红外光，而传感以及量子计算所需要的却是可见光甚至紫外光。在以往的时候，科学家们主要是借助芯片产波长较长的光，可是对于紫外光这类短波光而言则是力不从心。

这支联合团队不走常规路，从相对容易获取到的红光着手，凭借非线性转换，促使两个红光光子合并成为一个紫外光子。在此之前，这种片上转换的效率极其低，所得到的紫外光几乎没办法使用。新的方法一下子就把产生的紫外光提升到数毫瓦，大约是旧有纪录的一百倍。

核心器件是经由精心雕琢的薄膜铌酸锂制成的。集成薄膜铌酸锂光子平台尽管有着产生紫外光的潜在能力，然而其传播损耗很大，并且缺少能够把厘米长度、短极化周期的波导稳固在芯片上的可靠办法。为了攻克这一艰难问题，团队制造出了一个长度大概为2厘米的特异波导。他们凭借原子直径级别的精度去测量波导形状，沿着波导侧壁布置电极，以每毫米上千次的频率周期性地颠倒材料晶格取向。交流电压沿着波导反复地开启和关闭，雕琢出光频转换所需要的精确图纹。约10000个电极在每个波导之上，没有任何一个是相同的，都是按照波导各点的确切形态来“量身定制”，进而能高效地实现将红光转化为紫外光。

这一成果具备着相当直接明显的实用意义，相较于当下依旧显得庞大、价格高昂并且在扩展方面存在困难的传统紫外光源而言，芯片级方案给予了诸多前沿技术实现集成化的可能性。比如说在量子计算领域当中，要是想要去扩大量子系统的规模，那么片上光源乃是必经的途径。光学原子钟拥有着极高的精确性，能够感知到重力方面极其微小的差异，要是把它缩小到芯片的尺寸大小，就能够搭载在卫星之上，从而大幅度地拓展其实际意义上的应用场景。

该研究意味着紫外光子芯片从仅存于实验室受好奇关注的状态，迈向了能够进行工程化操作的起始点，团队宣称，往后会持续对波导设计以及电极工艺予以优化，更进一步促使输出功率还有稳定性得到提高，进而推进紫外光源在量子技术、精密测量以及高端显微等诸多领域实现片上集成。

更多精彩文章请关注=>金色港湾资讯网 www.fzjsgw.com