由香港城市大學（CityU），哈佛大學和信息技術實驗室的成員組成的研究小組已成功制造出了微型片上鈮酸鋰調制器，該調制器是光電行業(yè)的重要組件。調制器更小，更高效，數(shù)據(jù)傳輸更快，成本更低。該技術將徹底改變行業(yè)。

在這項突破性研究中生產(chǎn)的電光調制器只有1-2 cm長，其表面積大約是傳統(tǒng)調制器的100倍。它也是高效的-更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，數(shù)據(jù)帶寬從35 GHz增至100 GHz的三倍，但能耗更低，光損耗極低。本發(fā)明將為未來的高速，低功率和成本有效的通信網(wǎng)絡以及量子光子計算鋪平道路。

該研究項目的標題為“在CMOS兼容電壓下工作的集成鈮酸鋰電光調制器”，并發(fā)表在《自然》雜志上。

電光調制器是現(xiàn)代通信中的關鍵組件。它們通過計算機將諸如計算機之類的計算設備中的高速電子信號轉換為光信號。但是，現(xiàn)有的和常用的鈮酸鋰調制器需要3至5V的高驅動電壓，該電壓明顯高于1V，該電壓由典型的CMOS（互補金屬氧化物半導體）電路提供。因此，需要使整個裝置龐大，昂貴和高能耗的電放大器。

城大電子工程學系助理教授，論文的第一作者Wang博士以及哈佛大學和諾基亞貝爾實驗室的研究團隊已經(jīng)開發(fā)出一種新的制造鈮酸鋰調制器的方法，該調制器可以在超-具有與CMOS兼容的電壓的高電光帶寬。

Wang博士說：“將來，我們將能夠將CMOS放置在調制器旁邊，從而使它們能夠以更低的功耗實現(xiàn)更高的集成度。不再需要電子放大器。”

由于該團隊開發(fā)了先進的納米制造方法，因此該調制器的尺寸可以很小，同時以高達210 Gbit/s的速率傳輸數(shù)據(jù)，其光損耗比現(xiàn)有調制器低約10倍。

Wang博士解釋說：“鈮酸鋰的電學和光學性質使其成為調制器的最佳材料。但是很難在納米級制造，這限制了調制器尺寸的減小。”“由于鈮酸鋰是化學惰性的，因此常規(guī)化學蝕刻不能很好地起作用。雖然人們普遍認為物理蝕刻不能產(chǎn)生光滑的表面，這對于光學傳輸是必不可少的，但我們已經(jīng)用新穎的納米制造技術證明了這一點。”

隨著光纖在全球范圍內變得越來越普遍，鈮酸鋰調制器的尺寸，性能，功耗和成本正成為要考慮的更大因素，尤其是在信息和通信技術（ICT）數(shù)據(jù)中心的時候預計該行業(yè)將成為世界上最大的電力用戶之一。

這項革命性的發(fā)明現(xiàn)在正在走向商業(yè)化。 Wang博士認為，那些尋求具有最佳性能以長距離傳輸數(shù)據(jù)的調制器的人將是最早與這種光子學基礎設施聯(lián)系的人。

Wang博士于2013年加入哈佛大學，在哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院攻讀博士學位時就開始了這項研究。他最近加入了CityU，并與CityU的太赫茲和毫米波國家重點實驗室的研究團隊一起研究即將到來的5G通信的應用。

他解釋說：“毫米波將用于在自由空間中傳輸數(shù)據(jù)，但是，例如，往返于基站之間，可以在光學系統(tǒng)中完成，這將降低成本，減少損失。”他認為，本發(fā)明也可以實現(xiàn)在量子光子學中的應用。

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