突破！美国科学家成功研制了新型芯片级激光隔离器

　　激光引领了技术变革，但一项关键技术难题却阻碍着激光进一步发挥作用。激光发出的光会反射回激光器中，使之不稳定甚至失效。在现实中，这一问题是通过磁性抑制背向反射解决的。尽管工程师们一直希望激光有一天能够变革计算机电路，但是却一直未能研制出芯片级光隔离器。
　　近日，斯坦福大学的研究人员表示，他们已经发明了一种简易、高效的芯片级光隔离器，能够嵌入一层比纸张薄数百倍的半导体材料中。
　　图1芯片级光隔离器的特写
　　芯片级光隔离器一直是光子学领域有待解决的巨大难题之一。斯坦福大学电子工程教授JelenaVuckovic说，她同时也是此项12月1日发表在NaturePhotonics上研究的主要作者。
　　每个激光器都需要光隔离器来抑制背向反射进入激光器，造成激光器不稳定。Vuckovic实验室的博士候选人、本篇论文的共同第一作者AlexanderWhite说。他补充道，这一设备能用于普通计算机中，甚至也能够用于量子计算等新一代技术中。
　　这种纳米级光隔离器具有应用前景，主要原因在于：首先，这种隔离器是被动作用，无需外部输入，也无需复杂的电子或磁性装置，而这正是此前一直阻碍芯片级激光器的原因所在额外的装置导致设备体积过大、无法用于集成光子学应用中，同时可能导致电流干扰，以致损害芯片上其他组件。
　　另一个优点是，这种新型光隔离器是由常见、常用的半导体基材料制成，也能使用现有的半导体加工技术制造，未来可能较为简单的就能用作大规模生产。
　　新型光隔离器的形状类似圆环形，由氮化硅制成一种基于最常用半导体硅的材料。强初级激光束进入圆环中，光子沿顺时针方向绕环旋转；与此同时，背向反射的光束会沿反时针方向旋转重新送回圆环。
　　输入的激光能量循环了多次，在环内逐渐增强。不断增加的激光功率改变了较弱的光束，而较强的不受影响，本文共同第一作者GeunHoAhn解释说。他是电子工程的博士生，主要研究较弱光束停止谐振的原因。其中仅有反射光被有效地抵消了。之后，被成功隔离的初级激光从隔离器中出射。
　　Vuckovic及其团队已制造了一台光隔离器原型，并对其设计进行了验证；同时还将两个环形光隔离器级联在一起，获得了更好的性能。
　　下一步包括研究用于不同频率的光隔离器，Vuckovic实验室的博士后学者KasperVanGasse说。以及在芯片规模上更紧密地集成组件，以探索隔离器的其他用途，并提高性能。
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