二维材料集成光子学:走向工业制造和商业化

学术背景 随着信息时代的到来,集成电路(Integrated Circuits, ICs)成为了推动技术进步的核心力量。然而,传统的集成光子学平台(如硅、氮化硅等)在材料特性上存在诸多限制,例如硅的间接带隙限制了其在激光应用中的使用,而硅在近红外波段的强双光子吸收也限制了其在非线性光学应用中的表现。为了克服这些限制,研究人员开始探索将具有优异光学特性的二维材料(2D Materials)集成到光子芯片上。二维材料,如石墨烯(Graphene)、过渡金属二硫化物(Transition Metal Dichalcogenides, TMDCs)、黑磷(Black Phosphorus, BP)等,展现出超高的载流子迁移率、宽带光学响应、层依赖的可调带隙等特性,为下一代光子集成电路(Photoni...

基于多模干涉的光子晶体马赫-曾德尔干涉仪复用器的概念设计

研究背景与问题提出 随着现代光通信技术的快速发展,波分复用(WDM)系统在实现高容量、多功能光学网络中扮演着核心角色。其中,(解)交织器作为波长解复用结构的关键组件,能够高效分离多个波长信号,从而为网络设计提供更大的灵活性和更高的信道数量支持。然而,传统马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer, MZI)的设计在输入和输出耦合器方面存在显著缺陷,特别是由于耦合器结构对波长的高度依赖性,导致其性能受到限制。此外,如何实现平坦的传输频谱和低串扰是当前研究中的重要挑战。 针对这些问题,来自伊朗沙希德·贝赫什蒂大学(Shahid Beheshti University)的研究团队提出了一种基于多模干涉(Multimode Interference, MMI)的新型光...

780纳米超窄线宽混合集成自注入锁定激光器

超窄线宽混合集成自注锁定780nm激光器研究报告 研究背景 在现代科技中,窄线宽激光器在多种应用中发挥着至关重要的作用,包括经典与量子传感、离子陷阱系统、定位/导航/定时系统、光钟和微波频率合成器等。在可见光及近可见光谱范围内,低噪声激光器尤为重要,特别对于用于量子计算、传感和原子钟的激光束缚与冷却技术。本研究展示了一种在780 nm操作的混合集成窄线宽激光器,实现了105 Hz的自差异线宽。这项研究不仅展示了Hz级窄线宽激光器的技术可行性,还为未来的探索奠定了基础。 论文来源 这篇论文的主要作者是Artem Prokoshin、Michael Gehl、Scott Madaras、Weng W. Chow和Yating Wan,分别来自沙特阿拉伯的King Abdullah Univers...