整合光子学“圣杯”到手！EPFL成功将实验室级飞秒雷射搬上晶片

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）成功将超快雷射整合至光子晶片，论文3日发表于《自然》期刊，突破整合光子学领域逾20年未能攻克的难题。

领导研究的TobiasJ.Kippenberg教授表示，高脉冲能量飞秒雷射晶片化长期被视为整合光子学的“圣杯”。传统超快雷射体积庞大、造价高昂，只能固定在光学实验台使用；如今团队可缩小至一个火柴棒头大小的晶片。

新晶片采用“Mamyshev振荡器”的设计架构，掺铒氮化矽材料整合非线性波导与光学滤波器，可输出最短147飞秒（1飞秒为千兆分之一秒）超短脉冲，脉冲能量达1.05奈焦耳，足以媲美实验室等级的飞秒雷射。42厘米长的雷射腔体为折叠设计，得以压缩放入极小空间。

由于光子晶片可采类似半导体的晶圆级制程量产，单次可制造逾千个雷射腔体，有望大幅压低超快速雷射成本。研究员表示，新技术可用于侦测空气污染物、非破坏性材料检测、医学诊断，乃至新光学原子钟，给予通讯与导航系统更精确的时间基准。

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