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学术交流

华东师范大学程亚教授做客武汉光电论坛第171期

来源:     作者:    发布时间:2020年11月13日    浏览:

2020年11月12日,受武汉光电国家研究中心激光与太赫兹功能实验室陆培祥教授、熊伟教授邀请,华东师范大学、上海光机所程亚教授来访武汉光电国家研究中心,做客武汉光电论坛第171期,并做了题为“铌酸锂光子芯片”的主题报告。

首先,熊伟教授对程亚教授作了简短的介绍,包括其研究方向及学术贡献,接下来华中科技大学武汉光电国家研究中心副主任陆培祥教授为程亚教授授牌,之后报告正式开始。


程亚教授指出硅谷的辉煌来自于集成电路技术,从1946年的电子计算机到现在的智能电子产品,计算能力不断增加,但仍然存在很多问题--运算速度太慢、能耗效率太低、光电转换频繁等。目前的解决方案就是使用高速度、高容量、高效率的大规模光子集成来突破电子集成的瓶颈,并将用于大数据、高速通讯、激光雷达、生化传感等领域。光子集成材料需要有以下三个特点:1.超低的传输损耗、2.超小的转弯半径、3.超快的相位调节,而在众多材料中,铌酸锂具有显著的优势。

报告首先介绍了通过飞秒激光刻蚀铌酸锂后用聚焦离子束打磨来制作首个Q>105的光滑铌酸锂微盘。但要制作更高品质的光子结构,仅用离子束打磨是远远不够的。程亚教授指出宏观光学系统制备一般依赖光学抛光,而集成光学系统的制备一般依赖于离子刻蚀。集成光学使用损耗来换取集成度,将会制约产业应用。程亚教授将两者结合,使用抛光设备突破集成光学器件的损耗瓶颈。首先在铌酸锂上沉积一层铬膜并通过飞秒激光刻蚀图案化,其次打磨抛光将铌酸锂图案化,最后通过化学湿法刻蚀去除二氧化硅层和铬层。化学机械抛光制备的环形腔的品质因子可以达到107量级,并且可以明显观察到光力学、光梳以及高效的非线性效应。

接下来程亚教授从构建波导分束器、波导耦合器到制造片上光开关、片上光涉仪、米量级的波导延迟线等等简要介绍了铌酸锂集成光子器件。讲述的最后,程亚教授分别总结了铌酸锂集成光子技术当前和未来迫切要解决的问题和可能的解决方案。

程亚教授讲述完毕后,与老师同学们热情地进行了学术交流。程亚教授指出目前硅基光子集成上升的空间依然很大,但硅基自身的材料性质会触碰到行业的“天花板”,而铌酸锂在目前还没有看到限制。等到制造成本逐渐降低后,铌酸锂光子芯片的前途是光明的。在老师与学生们的热烈掌声中,报告结束。