OFC2026：光子芯片技術可操控可見光至電信波長 損耗接近光纖

  ICC訊  2026年3月9日消息，研究人員已研發(fā)出一種新型光子芯片技術，其導光效率幾乎與光纖相當。通過將光纖級性能集成到硅芯片上，他們證明了光線可以在從紫光到電信波長的寬光譜范圍內被精準控制，且損耗極小、穩(wěn)定性極佳。

  加州理工學院的Kellan Colburn將在2026年光纖通信會議暨展覽會（OFC）上展示這項研究。該展會是全球最大的年度光網絡和通信專業(yè)人士聚會，將于2026年3月15日至19日在洛杉磯會展中心舉行。

  Colburn表示：“通過將寬光譜范圍內的光纖級性能集成到芯片上，這項新技術可用于制造緊湊型光子量子計算機和量子網絡，降低服務器基礎設施的能耗，改進使用可見光的生物醫(yī)學成像系統(tǒng)，為增強現實顯示器提供輕量化光子引擎，并實現便攜式精密計時和導航系統(tǒng)?！?

  這項研究的共同第一作者Hao-Jing Chen表示：“許多新興技術依賴于在可見光光譜范圍內工作的穩(wěn)定多波長光源，例如片上原子/離子控制。然而，這在芯片上很難實現，因為在較短波長下?lián)p耗會急劇增加。”

  為克服這一挑戰(zhàn)，研究人員開發(fā)了一種CMOS兼容工藝，該工藝允許使用半導體制造技術制造摻鍺石英。這種材料因其極低的吸收率，常被用于制造光纖。

  這個新平臺在可見光和近紅外波長范圍內提供了顯著更低的光損耗，同時還支持芯片上的大光模面積，這使得芯片和光纖之間能夠實現近乎完美的折射率和尺寸匹配。大光模面積還減少了熱噪聲的影響，使電路內的激光相干性顯著提高。

  Colburn說：“我們的研究展示了一條清晰的路徑，可將傳統(tǒng)上局限于光纖的技術轉化為可擴展的半導體制造平臺。假以時日，這可能會催生更小的醫(yī)療設備、無需GPS的更精確導航、更快的通信以及基于光子芯片的新型消費技術。”

  為精確測量這種新材料平臺的光損耗，研究人員用它制造了片上光環(huán)諧振器。這些器件在每個測量波長下都實現了超過1.8億的極高光學品質因數，這對應于電信波段中低于0.1 dB/m的波導損耗。

  日本NTT公司的OFC程序主席Takashi Matsui表示：“這項研究展示了超低損耗鍺硅集成電路如何在芯片上實現光纖級波導性能。在458至1550納米波長范圍內實現亞分貝/米級損耗和超高品質因數諧振器，是向精密和量子光子學先進集成平臺邁出的重要一步。”

  研究人員還利用這個新平臺構建了各種復雜的光子系統(tǒng)，包括色散工程單環(huán)孤子微梳、通過同時光和聲限制增強的布里淵激光器，以及具有赫茲級線寬的自注入鎖定半導體激光器。

  他們還表明，在藍光、綠光和紅光波長下，與之前的記錄結果相比，這個新平臺使自注入鎖定激光器的相干性提高了20分貝以上（100倍）。在這次演示中，研究人員利用一個僅幾毫米寬的器件，將線寬超過100吉赫茲的低成本多模二極管激光器，轉化為線寬約為10赫茲的單模激光器。

  研究人員表示，這種低成本激光器與代工廠兼容芯片平臺的結合，有望實現大規(guī)模生產的新型緊湊型超窄線寬激光器，這將徹底改變多個依賴可見光激光器的領域。

  研究人員目前正致力于改進該平臺，進一步降低光損耗，并利用它將更多有源組件（如激光器、放大器和電光器件）直接集成到芯片上。他們還希望利用該平臺制造用于便攜式時鐘、量子技術和傳感應用的完整光子系統(tǒng)。

  關于OFC

  光纖通信會議暨展覽會（OFC）是全球最大的光通信和網絡專業(yè)人士活動，展示影響全球通信和交易方式的趨勢和技術。它是科學遠見者和行業(yè)最大品牌建立聯(lián)系、推動業(yè)務發(fā)展的核心場所。50多年來，來自全球各地的參與者被OFC高影響力的同行評審研究、動態(tài)的商業(yè)項目以及全球最大的光通信線下展覽所吸引。

  OFC由IEEE通信學會（IEEE/ComSoc）和IEEE光子學學會聯(lián)合主辦，由Optica聯(lián)合主辦并管理。

  OFC將于2026年3月15日至19日在美國加利福尼亞州洛杉磯的洛杉磯會展中心舉行。如需了解更多信息，請訪問OFCConference.org。

  原文：https://www.ofcconference.org/news-media/news-releases/2026/photonic-chip-technology-manipulates-visible-to-telecom-wavelengths-with-losses-approaching-fiber-op/

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