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鈮酸鋰因其電光特性而聞名，已成為最廣泛使用的光學(xué)材料之一。鈮酸鋰調(diào)制器是現(xiàn)代電信領(lǐng)域的支柱，將電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光纜末端的光信息，但使用鈮酸鋰小規(guī)模制造高質(zhì)量器件非常困難，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)集成芯片應(yīng)用。
日前，哈佛大學(xué)John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，使用鈮酸鋰制造高性能光學(xué)微結(jié)構(gòu)，從而打開了通往超高效集成光子電路、量子光子學(xué)及微波—光轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域的大門。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Optica》上。
該項(xiàng)研究使用傳統(tǒng)微制造工藝，制造出具有超低損耗和高度光學(xué)限制的高質(zhì)量鈮酸鋰器件。Loncar實(shí)驗(yàn)室憑借在鉆石領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)等離子蝕刻在鈮酸鋰薄膜上雕刻微諧振器，并證明納米波導(dǎo)可以在一米長的光路上傳播光線，而光功率只損失大約一半。而同樣條件下，先前的鈮酸鋰器件中傳播的光將損失至少99％。由于納米波導(dǎo)每米傳播損耗小于3dB，科學(xué)家可以在1米的路徑長度上對光進(jìn)行復(fù)雜操縱。此外這些波導(dǎo)能夠彎曲，因此一米長的波導(dǎo)可以包裝在一厘米大小的芯片內(nèi)。
該成果是集成光子學(xué)和鈮酸鋰光子學(xué)的一個(gè)重大突破，將使各種光電功能成為可能，并意味著鈮酸鋰將解決數(shù)據(jù)中心光鏈路的關(guān)鍵應(yīng)用問題。鈮酸鋰薄膜（TFLN）非常適用于任何需要調(diào)制光線或改變光線頻率的功能。在接下來的幾年中，TFLN將為數(shù)據(jù)中心提供光學(xué)模塊，以實(shí)現(xiàn)類似于今天電信設(shè)備的功能，但體積更小、成本更低、功耗更低。
研究人員的下一步目標(biāo)是在該成果基礎(chǔ)上，開發(fā)鈮酸鋰平臺(tái)，應(yīng)用于光通信、量子計(jì)算和通信以及微波光子學(xué)等一系列領(lǐng)域。