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欧欣先容，不同于电子芯片以电流为信息载体，光子芯片以光波为信息载体，能实现低功耗、高带宽、低时延的效果。不过，现阶段的光子芯片受限于材料和技能，面临效率较低、功能单一、本钱较高档寻衅。
欧欣（前排右一）团队在实验室。新华社董雪 摄
类似于电子芯片将电路刻在硅晶圆上，团队将光子芯片的光波导刻在钽酸锂异质集成晶圆上。该集成晶圆是由“硅-二氧化硅-钽酸锂”组成的“三明治”构造，其关键在于最上层薄约600纳米的高质量单晶钽酸锂薄膜及该薄膜与二氧化硅形成的界面质量。
（图片来自网络侵删）
成功制作该薄膜得益于团队的“绝活”——“万能离子刀”异质集成技能。“我们在钽酸锂材料表面下约600纳米的位置注入离子，就像埋入了一批精准的‘炸弹’，可以‘削’下一层纳米厚度的单晶薄膜。”团队研究职员、文章第一作者王成立说，这样制备出的钽酸锂薄膜与硅衬底结合起来，就形成了钽酸锂异质集成晶圆。
钽酸锂薄膜有精良的电光转换特性，可规模化制造，运用代价极高。“相较于被广泛看好的潜在光子芯片材料铌酸锂，钽酸锂薄膜制备效率更高、难度更低、本钱更低，同时具有强电光调制、弱双折射、更宽的透明窗口、更强的抗光折变等特性，极大扩展了光学设计自由度。”欧欣说。
欧欣团队与瑞士洛桑联邦理工学院托比亚斯·基彭贝格(Tobias Kippenberg)团队进一步开拓了超低损耗钽酸锂光子芯片微纳加工方法。同时，基于钽酸锂光子芯片，团队首次在X切型电光平台中成功产生了孤子光学频率梳，结合其电光可调谐性子，有望在激光雷达、精密丈量等方面实现运用。（董雪、张泉）
来源： 新华社
