將信息編碼為光，并通過光纖進行傳輸是光通信的核心原理。以二氧化硅為原料的光纖具有0.2dB/km的超低損耗，為今天的全球通信網(wǎng)絡和信息社會奠定了基礎。

這種超低的光損耗對于集成光子學來說同樣是必不可少的，它可以利用片上波導對光信號進行合成、處理和檢測。如今，許多創(chuàng)新技術都是基于集成光子學，包括半導體激光器、調制器和光電探測器，并廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、通信、傳感和計算領域中。 

集成光子芯片通常是由硅制成的，硅資源豐富，光學性能好。但硅不能滿足我們在集成光子學中的需求，因此出現(xiàn)了新的材料平臺。氮化硅(Si₃N₄)就是其中之一，其超低的光損(比硅的光損低幾個數(shù)量級)，使其成為窄線寬激光器、光子延遲線和非線性光子學等對低損耗至關重要的應用的首選材料。

集成氮化硅光子芯片

現(xiàn)在，EPFL基礎科學學院Tobias J. Kippenberg教授小組的科學家們已經(jīng)開發(fā)出一種新技術，用于構建具有創(chuàng)紀錄的低光損耗和小尺寸的氮化硅集成光子電路。這項工作發(fā)表在《自然-通訊》上。

該技術結合了納米加工和材料科學，基于EPFL開發(fā)的光子大馬士革工藝。利用這種工藝，該團隊制作的集成電路的光損耗僅為1 dB/m，這是任何非線性集成光子材料的記錄值。這樣的低損耗大大降低了構建芯片級光頻梳（"微梳"）的功率預算，用于相干光收發(fā)器、低噪聲微波合成器、激光雷達、神經(jīng)形態(tài)計算，甚至光學原子鐘等應用。該團隊利用新技術在5×5毫米2的芯片上開發(fā)了米長的波導和高質量因子微諧振器。他們還報告了高制造良率，這對于擴大到工業(yè)生產至關重要。

"這些芯片器件已經(jīng)被用于參數(shù)化光放大器、窄線寬激光器和芯片級頻率梳理器，"EPFL微納技術中心（CMi）領導制造的Junqiu Liu博士說。"我們也期待看到我們的技術被用于新興應用，如相干激光雷達、光子神經(jīng)網(wǎng)絡和量子計算。"

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