EPFL和IBM的科學家們通過結合鈮酸鋰和氮化矽創造了一種突破性的混合集成可調諧激光器，它具有低頻率噪音和快速的波長調諧。由於其獨特的性能組合，這種新的激光器在LiDAR、電信和量子計算方面具有廣闊的應用前景。

鈮酸鋰是一種經常被用於光學調製器的材料，用於調節通過設備傳輸的光的頻率或強度。因其管理大量光功率的能力和高”波克爾斯係數”而受到高度重視。這使得該材料在被施加電場時能夠改變其光學特性。

研究人員通過將鈮酸鋰與氮化矽相結合實現了他們的突破，這使他們能夠生產一種新型的混合集成可調諧激光器。為此，該團隊在EPFL製造了基於氮化矽的光的集成電路（”光子集成電路”），然後在IBM將其與鈮酸鋰晶圓粘合在一起。

該研究中開發的芯片。資料來源：Grigorii Likhachev (EPFL)

這種方法產生了一種具有低頻率噪聲（衡量激光器頻率穩定程度的標準）的激光器，同時具有快速的波長調諧功能–這對於用於光探測和測距（LiDAR）應用的激光器來說都是很好的品質。然後，他們進行了一個光學測距實驗，用該激光器高精度地測量距離。

除了集成激光器，該混合平台還有可能實現用於電信的集成收發器以及用於量子計算的微波-光學傳感器。

領導該項目的EPFL方面的Tobias J. Kippenberg教授說：”這項成果的顯著之處在於，該激光器同時提供了低相位噪聲和每秒百萬赫茲的快速調諧，這是以前從未用這種芯片級集成激光器實現的。”

這項研究得到了地平線2020框架計劃、瑞士國家科學基金會和空軍科學研究辦公室的資助。

芯片樣品是在EPFL的微納技術中心（CMi）和IBM研究院的Binnig和Rohrer納米技術中心（BRNC）製作的。