哈佛大学开发防反射集成光隔离器

近日，哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）开发的光隔离器可以显著改善许多实际应用的光学系统。大多数光学系统都需要隔离器来保护它们；这些部件可以防止光线向不希望的方向传播。隔离器还有助于通过防止光线不受约束地跳动来减少信号噪音。但是，传统的隔离器在尺寸上相对笨重，而且需要一种以上的材料连接在一起，为实现更高的性能设置了障碍。

铌酸锂薄膜电光隔离器芯片的光学显微照片，包括四个具有不同调制长度的器件

现在，由SEAS的电气工程师Marko Lončar领导的一个研究小组开发出一种方法，用于建造高效集成隔离器，该隔离器被无缝整合到铌酸锂制成的光学芯片中。《自然光子学》杂志对这一成就进行了描述。SEAS电气工程系Tiantsai Lin教授Lončar说：“我们建造了一个装置，让激光器发出的光不被改变地传播，而朝向激光器的反射光则改变其颜色，并被重新引向远离激光器的方向。”

铌酸锂的优异特性

他补充说：这是通过在反射光信号的方向上发送电信号来实现的，从而利用铌酸锂的优良电光特性。在这种情况下，可以通过施加电压来改变光信号的特性，包括速度和颜色。论文第一作者Mengjie Yu表示：“我们想为激光器创造一个更安全的工作环境，通过设计这种光的单行道，可以保护设备免受激光器的反射。”

曾在Lončar实验室从事博士后研究的Yu补充说：“据我们所知，与所有其他演示的集成隔离器相比，这个装置的光学隔离效果是目前世界上最好的。除隔离之外，它在所有指标上都提供了最具竞争力的性能，包括损耗、功率效率和可调谐性。”

该论文的共同第一作者、Lončar实验室的在读博士生Rebecca Cheng说：“这个装置的特别之处在于其核心是令人难以置信的简单，实际上只是一个单一的调制器。以前所有像这样的工程尝试都需要多个谐振器和调制器。之所以能够以如此显著的性能做到这一点，是因为铌酸锂的特性。”

高性能和高效率的另一个原因与该设备的尺寸有关。该团队在哈佛大学纳米系统中心建造了它，制造了一个厚度为600纳米的芯片，蚀刻深度达320毫微米。Yu说：“有了更小的设备，你可以更容易地控制光，也可以把光放在更接近电信号的地方，从而在相同的电压下实现更强的电场，使得对光的控制更加有力。”