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06-18
研究人员首次将光子滤波器和调制器放置在标准芯片上 Spectrum IEEE 悉尼大学纳米研究所的 Alvaro Casas Bedoya 和 Ben Eggleton（持有新型光子芯片）。
悉尼大学的研究人员将光子滤波器和调制器组合在一块芯片上，以准确检测宽带射频 (RF) 频谱上的信号。
该研究进一步推动光子芯片的发展，以取代光纤网络中更大、更复杂的电子射频芯片。
悉尼团队使用了受激布里渊散射，该技术涉及将某些绝缘体（例如光纤）中的电场转换为压力波。
2016 年，研究人员报告称，布里渊散射具有高分辨率滤波的潜力，并开发了新的制造技术，将硫族化物布里渊波导整合到硅芯片上。
2006年，他们成功地将光子滤波器和调制器结合在同一类型的芯片上。
该团队在 11 月 20 日发表于《自然通讯》的论文中报告说，这种组合使实验芯片的光谱分辨率达到 37 兆赫兹，并且比以前的芯片具有更宽的带宽。
荷兰特文特大学纳米光子学研究员 David Marpaung 表示：“调制器与有源波导的集成是这里的关键突破。
” Marpaung 十年前与悉尼团队合作，现在领导自己的研究团队，该团队正在采取不同的方法，寻求在微小封装中实现宽带、高分辨率光子无线电灵敏度。
Marpaung 表示，当有人在 GHz 频段达到低于 10 MHz 的频谱分辨率时，他们将能够取代市场上笨重的电子射频芯片。
此类芯片的另一个优点是它们可以将射频信号转换为光信号，以便通过光纤网络直接传输。
此次竞赛的获胜者将能够进入电信提供商和国防制造商的巨大市场，他们需要能够可靠地导航复杂射频 (RF) 环境的无线电接收器。
“硫属化物具有非常强的布里渊效应；这非常好，但仍然存在一个问题，即它是否可扩展……它仍然被认为是一种实验室材料，”Marpaung 说。
悉尼团队必须找到一种新方法，将 5mm2 封装的硫族化物波导安装到标准制造的硅芯片中，这并非易事。
在 2017 年，该团队找到了如何将硫族化物组合到硅输入/输出环上，但直到今年，还没有人用标准芯片实现这种组合。
光子芯片是一项全球性的努力其他研究团队正在研究可能也提供类似性能的不同材料。
例如，铌酸锂比硅具有更好的调制器特性，Marpaung 在仍在接受同行评审的工作中表明，它可以通过布里渊散射提供类似的高分辨率滤波。
耶鲁大学 Peter Rakich 领导的另一个团队去年证明，纯硅波导和芯片组合可以在 6 GHz 频段实现 2.7 MHz 滤波。
该研究没有集成调制器，但它表明存在一种可能更简单的制造方法，涉及更少的材料。
也就是说，悉尼团队的方法可能需要比硅更好的声学性能。
研究人员多年来一直了解布里渊效应，但近几十年来人们的兴趣又重新燃起。
过去，研究人员用它来将信息存储在光脉冲中，然后重新传输，这种技术可以避免光与电之间的转换。
当然，集成光子芯片的梦想有许多变化的部分。
悉尼研究人员写道，其他人制造的调制器正在迅速改进，这也将有助于他们的技术。
相关技术的其他进步可能会使其他研究集成光子芯片的团队受益。
“如果你解决了集成问题、性能问题和实用性，你就会获得市场的认可，”Marpaung 说。
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