集成光隔离器可以改善光学系统应用
哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)开发的光隔离器可以极大地改善许多实际应用的光学系统。 所有用于电信、显微镜、成像、量子光子学等的光学系统都依靠激光来产生光子和光束。为了防止这些激光器损坏和不稳定,这些系统还需要隔离器,防止光向不需要的方向传播的组件。隔离器还通过防止光线不受约束地四处反射来帮助降低信号噪声。但传统的隔离器尺寸相对较大,需要将多种材料连接在一起,这为提高性能设置了障碍。 现在,由SEAS的电气工程师Marko Lončar领导的一组研究人员已经开发出一种方法,可以构建一种高效的集成隔离器,该隔离器无缝集成到由铌酸锂制成的光学芯片中。他们的研究结果发表在Nature Photonics上。 薄膜铌酸锂上的电光隔离器芯片的光学显微照片,包括四个具有不同调制长度的器件。 SEAS电气工程教授Lončar说:“我们构建了一种装置,可以让激光发射的光原封不动地传播,而向激光传播的反射光会改变其颜色并重新路由远离激光。这是通过在反射光信号的方向上发送电信号来实现的,从而利用铌酸锂的优异电光特性,其中可以施加电压来改变光信号的特性,包括速度和颜色。” 该论文的共同第一作者,Lončar实验室的前博士后研究员Mengjie Yu说:“我们希望为激光器创造一个更安全的环境,通过设计这条单行道,我们可以保护设备免受激光反射。据我们所知,与集成隔离器的所有其他演示相比,该器件具有世界上最好的光隔离性能。除了隔离之外,它还在所有指标(包括损耗、功率效率和可调性)方面提供了最具竞争力的性能。” 该论文的共同第一作者,Lončar实验室的博士生Rebecca Cheng说:“这个设备的特别之处在于,它的核心非常简单,它实际上只是一个调制器。以前所有设计类似东西的尝试都需要多个谐振器和调制器。我们之所以能以如此卓越的性能做到这一点,是因为铌酸锂的特性。” |