關注全球時事|洞察國際風雲
2025-03-18 17:24 星期二

高性能飞秒激光器实现光子芯片集成

时间:2026-06-05 10:48 来源:快讯社

 

光子芯片被放置在一枚1瑞士法郎硬币上。图片来源:瑞士洛桑联邦理工学院

  科技日报北京6月4日电 (记者张佳欣)瑞士洛桑联邦理工学院研究团队首次将高性能飞秒激光器集成到光子芯片上,它可产生能量达1.05纳焦,脉宽短至147飞秒的激光脉冲,性能可与传统台式飞秒激光器相媲美,为超快激光器的小型化和低成本化开辟了新路径。相关成果发表于最新一期《自然》杂志。

  光子芯片可以在微小的波导中引导和处理光信号,其作用有些类似电子芯片中的电路。近年来,许多原本需要大型光学设备才能实现的功能,已经逐渐被集成到这种芯片上。但飞秒激光器始终是最难攻克的一环,因为它既要产生极短脉冲,又要保持较高能量,对光场控制要求极高。

  此次突破的关键在于研究团队采用了一种此前较少受到关注的激光器架构,即马梅舍夫振荡器。在这种结构中,激光腔里的非线性波导被放置在两个光学滤波器之间,强光脉冲经过波导时会扩展出更宽的颜色范围,从而能够穿过滤波器并继续循环,较弱的光则无法做到这一点,会被自动滤除。

  光在芯片狭窄波导中传播时,会产生强烈的非线性相互作用。在许多传统设计中,这种效应容易导致激光脉冲失稳,而马梅舍夫振荡器对这一问题不那么敏感,因此更适合芯片环境。团队利用掺铒氮化硅平台制造了这种芯片激光器,虽然激光腔总长度达到42厘米,但通过在芯片上折叠布局,最终被压缩到仅有火柴头大小的区域。团队展示的样品可轻松放置在一枚1瑞士法郎硬币上,其体积远小于传统光纤激光器系统。

  光子芯片可采用与半导体芯片类似的晶圆级工艺批量制造,一次生产有望集成超过1000个激光腔。这意味着未来超快激光器的制造成本有望显著降低,并推动其从实验室走向更广泛应用。团队表示,这种芯片级激光器不仅可用于光谱分析、材料缺陷探测和医学诊断,还有望成为未来紧凑型光学原子钟的重要组成,为下一代通信和导航技术提供支撑。

  【总编辑圈点】

  这一突破的核心价值在于绕开了芯片非线性效应的传统瓶颈。马梅舍夫振荡器的成功验证表明,光子集成不必一味追求新材料,旧架构在新平台上同样能焕发新生。但需警惕的是,芯片级激光器在批量制造中的一致性、长期稳定性以及与现有光电子系统的封装兼容性问题尚未解决。科研人员应加快建立标准化测试体系与工艺规范,避免陷入“实验室惊艳、产线难产”的困境,真正推动技术落地。

外交部:将本着科学原则研究日方关于恢复水产品输华请求
外交部:坚决反对美国向中国台湾地区出售武器
测试视频
综合看点 查看更多>>
正道昭昭行万里——感悟大国外交的宏阔时空经纬
美方称“愿意谈判” 伊朗:不满足条件不谈
金砖国家领导人第十八次会晤纪实
印尼客轮倾覆已致6人遇难 130人失踪
2026澳中博览会开幕 助力双边经贸发展
纵横天下 查看更多>>
“抓人”风波后 300多名韩国工人欲起诉美国政府
也门胡塞武装:沙特战机一天内发动52次空袭
公开数据:霍尔木兹海峡单日通行量降至个位数
近八成德国人认为默茨“不适合”当总理
开放合作 共享机遇——中国高水平对外开放促进全球服务贸易新发展
联合国秘书长敦促中东和乌克兰紧张局势降级
全球人工智能伦理论坛探讨伦理原则落地实施
抵制美国货 加拿大超市货架大洗牌
莱茵河低水位或致德国巨额经济损失
瑞士铁路:不求“最快”,但求“从容”
世界政党媒体代表:迈向发展繁荣的中国启发世界
特朗普访问爱尔兰 英国内外承压
伊朗:因美国施压缺席国际原子能机构大会
瑞典议会选举开始投票
也门战火复燃的博弈与外溢
我国成功发射天仪51、52星
一箭9星 引力一号遥三运载火箭发射成功
“平陆运河战队”何以能成
习近平出席金砖国家领导人第十八次会晤第二阶段会议并发表重要讲话
中新“海上合作-2026”联合演习结束
第23届中国—东盟博览会在南宁开幕
习近平总书记引领我国加快向制造强国迈进
树高51.5米!建瓯万木林发现福建最高古树
2025年我国新发现非油气矿产地200处
我国首个地球系统数据国际交换中心启动建设
擘画长远蓝图 阔步由治及兴——写在香港特别行政区首个五年规划公布之际
“我与中华文化·从文创里看澳门历史”文创大赛及系列交流活动启动
琴澳之间:开启万千新可能
陈茂波:香港与全球南方连结持续展开和深化
“一个‘超级连接器’”——港澳台人士共话“服贸机遇”
鄂尔多斯:以工代赈 防沙治沙忙
救援人员在西藏吉隆泥石流灾害核心区展开精细化搜寻
安徽启用茨淮新河分泄颍河洪水
福建新泉:红色文化助力乡村振兴
委内瑞拉地震死亡人数升至3342人
司法部:加快推进“AI+普法”建设
道路交通安全法首次系统性“大修”
最高法明确审理著作权民事纠纷案件有关问题
最高法发布7件典型案例促进特许经营健康有序发展
最高法部署开展全国法院深化扫黑除恶专项斗争工作
洪湖莲藕:农科创新向淤泥要效益
一水两用、一田多收,黑土地立体种养助力农户增收
一起来看秋收美景!
河南:科技创新助推农业现代化发展
“大粮仓”黑龙江迎水稻收获季
桑拿天比暴晒天更易中暑:藿香正气水、退烧药、掐人中不管用,还会加重病情
“超慢跑”火了,不累还能“暴击”内脏脂肪!还没试过就亏大了
国家卫生健康委关于修改和废止部分部门规章的决定(附解读)
发现甲状腺结节该怎么办?中医教您整体调理,改善结节状况
从中年“一身病”到74岁无“三高”,他坚持了这3件事!
前沿科技 查看更多>>
“雪龙2”号护送“塔拉极地站”开启北冰洋越冬考察
AI锻造新优势 新一代智能终端迎发展红利
八部门力促智能家居消费 利好多个细分赛道
全国一体化算力监测落地 算力网建设提速
探秘服贸会科技创新与服务业融合新业态
健康生活 查看更多>>
认识百种新职业:读懂AI背后的人工智能训练师
新能源汽车驶向智能未来
抓住十万亿元级消费蓝海新机遇
空调业创新升级告别“靠天吃饭”
数学证明进入机器验证时代?
实用技术 查看更多>>
民营火箭批量入场卫星组网任务
我国火箭单次海上发射载荷重量创新高
AC313A铁鸟试验机完成总装交付
“实用”机器人展现中国智造强大实力
算力需求驱动电子行业利润激增
科普博览 查看更多>>
AI介入科研不能没有规则
中国向联合国捐赠“嫦娥六号”月壤样品
我国实现一体化算力统筹监测
北京首批算力词元贷落地
德国柏林国际消费电子展首席执行官林德纳:中国企业引领全球消费电子产业创新
中国古代饮食文化展亮相巴黎
山东博物馆举办“泰山:东方岱宗 万物始生”展
河北定州:承古郡文脉 续东坡新声
第37届上海旅游节大巡游点亮外滩
非遗焕发新活力 泥塑带动致富路
教育部提醒新生入学季防诈骗
习近平致信祝贺吉林大学建校80周年
回归教育的本真——对中小学校长开学致辞的观察与思考
开学第一课怎么讲
“中国教师”小程序,上新
亚运旗手中的新项目与熟面孔
德甲小镇球队为何选择熊猫当吉祥物?
男篮综合:大胜菲律宾44分 中国队小组头名进8强
攀岩世界杯贵阳站:中国队刷新世界纪录 三金收官
亚运会|篮球——男子小组赛:中国队胜哈萨克斯坦队
湖北襄阳:古城焕彩承文脉 文旅融合引客来
上海旅游节“圈粉”海外游客
文体旅融合 两千余名跑者探秘峨眉山野
湖北推出系列秋日文旅消费举措
免费飞机餐是否取消?多家航司回应