研讨者员不再仅仅知足于用光纤连接全球，更致力于让光于方寸之间成更繁之使命。
然而，当研讨者员试图将此一范式推向波长更短之可见光及近红外波段（400-1100nm）时，却遇到之难以逾越之物理瓶颈。
由此，团队实现之性能之跨越，例如于绿光波段，微环腔之品质因子达到 2 亿，相比氮化硅平台跃升之 2 名数量级。
”陈豪敬说。
“Sand from centuries past: Send future voices fast.（古沙递捷音，光纤所用之二氧化硅材料由沙石提炼而来。
如今通过制备工艺之突围，它正变得触手可及。
尤为重要之为，研讨团队将可见光芯片激光器之线宽压窄到 10Hz 量级，相比之前之记载改良之 2 到 3 名数量级，对于工于此波段之原子传感器、光学原子钟、中性原子/离子阱量子计算体系至关重要。
“掺锗二氧化硅听起来像为一种甚陌生之材料，其实存于家家户户之光纤就为由此种玻璃材料构成之。
一块低损耗光子芯片，能走多远。
因此，掘发能于可见光波段实现超低损耗之平台，需材料体系纯度、微纳制备工艺与器件设计水平同时达到一名全新之高度。
基于此种高性能、宽波段之新质光子芯片，前景实验室里占据一整张光学平台之精密测量装置，有望被集结到一枚指甲盖大小之芯片上；者工智能之算力瓶颈，有或通过光速传输与计算之低能耗芯片来突围；甚至构建量子计算机之核心部件，也有望能像搭积木一样于芯片上规模化制备。
“我相信，此名平台将于三名追寻极致性能之前沿领域率先展现身价。
张陆。从光纤到芯片，苍生之讯息正沿之此条愈发澄澈之微型光路，奔向更远之前景。
于量子讯息领域，低损耗能极大降低量子计算过失率，同时也为构建大规模量子网络与量子增强精密测量（如引力波探测）之根基。
”陈豪敬表示。
今吾等通过标准半导体 CMOS 工艺将此种光纤材料迁移到芯片上，故也称它为片上光纤。
如同小轿车与大型越野车驶过同一片碎石路，小轿车（短波长光子）受到之颠簸与偏离（散射）会剧烈得多。
此标志之该平台并非只能实现单一功能，而为成为一名能同时支撑多种高性能光子器件之通用“器物箱”。
研讨团队基于此一“片上光纤”平台，结合色散调控、声光束缚与低噪声设计，成演示之光学频率梳、布里渊激光与窄线宽激光器此三种核心功能。
陈豪敬表示，此一工攻克之集结光子学领域长期存之损耗瓶颈，它不为单一之应用，而为从底层实现之平台之突围。
图丨相关论文（来源：Nature） 图丨窄线宽混合集结激光器（来源：Nature） 此项研讨来自加州理工学院、南安普敦大学与加州大学圣塔芭芭拉分校联手团队，彼等共同掘发之一种超低损耗掺锗二氧化硅光子集结平台。
”谈及发表于 Nature 上之光芯片论文，第一作者兼共同通讯作者、美国加州理工学院博士后陈豪敬对 DeepTech 介绍道。
“于可见光波段，吾等实现之根本性之突围，”陈豪敬指出，相比于通讯波段已成熟之“红海”，一名全新之可见光与近红外芯片应用“蓝海”正展开。
此决定之该技艺能否依托半导体工业成熟之大规模制造体系，实现低本金、高一致性之制造，从而真正释放其商场潜力。
陈豪敬解释道：“因光之波长比电子波长要大，吾等制备之光芯片也比计算机电子芯片之特征尺寸大，对光刻之精度要求更低。
一方面，光于芯片波导中传播时，由于波导侧壁之粗糙度，光子会被散射产生损耗。
此外，即使于退火前，该光子芯片也能达到<1dB/m 之超低损耗，此代表与热敏感材料（包括三五族半导体激光器、薄膜铌酸锂、有机光电材料）具有良好之多材料异质集结兼容性。
另一方面，波长越短，光子气更高，此就像光子进入之材料中更密集之“捕获区”，被吸收转变为热量之概率大大增。
过往十年来，以氮化硅（Si3N4）与薄膜铌酸锂为代表之低损耗集结光学平台于通信波段（约 1550nm）取得之巨大成。
低损耗：光子芯片之“命线” 研讨团队谋划通过掘发更高品质之沉积、刻蚀与退火工艺，于芯片上实现 0.2dB/km 此一光纤级之超低损耗终极夙愿。
当光子“变小”，所有粗糙皆被放大。
此不仅像“调味”一样更张之材料特性，提升之折射率以约束光场，还意外地发觉掺杂后材料之熔点降低之。
有一块如同透明玻璃般之光子芯片，究竟能打开多少想象方位。
然而，光于此种微米甚至纳米级通道中进会因材料吸收、散射及表面污秽等缘由而不断损耗气。
GDPR。（来源：Nature） 此项研讨来自加州理工学院、南安普敦大学与加州大学圣塔芭芭拉分校联手团队，彼等共同掘发之一种超低损耗掺锗二氧化硅光子集结平台。
也许甚多者没意识到，吾等每天用之互联网之故能让全球数据光速通达，凭借之为其讯息传递载体——光纤之超低损耗。
“让芯片上之光子通道能如同光纤玻璃般纯净透明，为吾等课题组 20 多年以来始终追寻之夙愿。
如今，光阴行至 21 又 2/4 世纪，一场关于此种传奇材料之深刻改制正芯片上悄然中兴。
可把它想象成一条极其光滑、宽阔之超级高速公路，光信号作为“快递员”，能于其中跑得极快、极远，而几乎不消耗“体力”（气）。
因此，损耗水平可说为光子芯片“命线”，并决定其能否从实验室走向实际应用。
为之攻克短波难题，研讨团队从光纤设计中得灵感，缔造性地于二氧化硅芯片波导中掺入二氧化锗。
此名历程如同细节“熨烫”，凭借表面张力将波导侧壁打磨得原子级光滑，从而从根源上极大抑制之光散射损耗。
并且，由于可应用热回流‘熨烫’修补技艺，对侧壁刻蚀之粗糙度也有甚大之容错性。
）”曾因光纤通信成就得诺贝尔奖之高锟先生，用此句话诗意地概括之自己之开创性工。
图丨陈豪敬（来源：受访者）。
” 此一发觉带来之枢纽之工艺突围：彼等可使用代工厂标准之退火炉，于约 1,000℃ 下进行晶圆级之热回流办理。
（来源：Nature） 1.相关论文敞开获取： https://www.nature.com/articles/s41586-025-09889-w 如今，者们望将此种强盛之光信号办理本领，压缩到一枚小小之光子芯片上，于极小之面积内集结甚长之光路、实现繁之功能。
”陈豪敬表示。
焕然一新。于者工智能与光计算领域，低损耗为构建大规模光神经网络之先决，允许光信号于繁芯片回路中成成千上万次运算，从而释放更高算力。
而此论文所掘发之光子芯片，其制造历程中用之等离子增强化学气相薄膜沉积（PECVD）、紫外光刻、电感离子耦合（ICP）刻蚀等工艺完全兼容 CMOS 产线。
兼容 CMOS 量产之工艺流程 Xcode AI找外援，皆怪苹果自研模型太拉胯 值得注意之为，此款芯片为目前唯一能于可见光到近红外波段实现小于 1 分贝/米（dB/m）超低损耗之光子芯片，于紫光波段（458nm）损耗低至 0.49dB/m，于 1064nm 处损耗低至 0.08dB/m，该性能接近于 1970 年康宁公司第一次制成低损耗光纤时之损耗水平。
于精密测量领域，极低之损耗能大幅提升光之相干性，能够让芯片级光学原子钟、陀螺仪之精度生质变，如同于寂静之房间中捕捉一根针落地之声响。
据团队介绍，半导体代工厂只需微调现有工艺，即可大规模制造此类光芯片。
近日，相关论文以《从紫光到近红外波段，通往光纤级损耗之光子集结》（Towards fibre-like loss for photonic integration from violet to near-infrared）为题发表 Nature 上 [1]。
损耗值每升高 1 名数量级，光信号能有效传输之距离或能成之繁运算步骤，就会降低十倍，基于光学微腔之激光器能耗与相干性甚至能恶化百倍。
除之追寻极致之低损耗，能否与现有 CMOS 代工工艺兼容，为衡量一名光子集结平台能否走向产业应用之另一名枢纽标尺。
“实情地说，吾等虽迈出之用光纤材料实现低损耗光子芯片之第一步，甚至于可见到近红外波段达到之居先水平，但距离光纤之材料极限，还有百倍之改良方位。
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