压电材料可以将电压转换为机械位移，反之亦然。压电材料在现代无线通信网络中几乎无处不在：滤波器、变送器和振荡器等压电器件，广泛应用于无线通信、全球定位和导航设备中。当地时间7月15日，《自然》杂志报道，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）教授Tobias J. Kippenberg和美国普渡大学教授Sunil A. Bhave等融合压电氮化铝（AlN）技术与氮化硅集成光子学技术，展示了一种声光调制新方案。
这种混合电路可在超低功率的光子波导中实现宽带驱动。电路本身是使用兼容CMOS的铸造工艺制造的。CMOS工艺常用于微处理器、微控制器和数字逻辑电路等方面。
氮化硅材料已成为制造基于微谐振器的芯片级光频梳（微米梳）的主要材料。微米梳适用于精度要求很高的应用，如相干通信、天文光谱仪校准、低噪声微波合成，以及并行相干激光雷达等。
研究人员在超低功耗氮化硅光子电路上制作了压电式氮化铝驱动器，并对其施加了电压信号。信号以电学方式诱发体声波，对电路中产生的微米梳进行调制。简而言之就是“用声音摇动光”。
新声光调制方案的关键特点是保持了氮化铝电路的超低功耗。EPFL微纳技术中心（CMi）研究人员、氮化硅光子芯片制造负责人Junqiu Liu说：“这项成果是微米梳技术、集成光子学、微机电系统工程和非线性光学的里程碑。借助压电效应和声光相互作用，芯片上的光调制达到了前所未有的速度和超低功耗。”
利用新混合系统，研究人员展示了两种独立应用：
（1）在此前发布于《自然》杂志的成果的基础上，研究人员对基于微米梳的大规模并行相干激光雷达进行了优化，由此可达到用CMOS微电子电路驱动芯片基激光雷达引擎的目的。
（2）在《自然通讯》发布的成果的基础上，研究人员通过对氮化硅微谐振器进行时空调制，构建了无磁光频隔离器。研究参与人员普渡大学纳米技术中心Hao Tian解释：“大量声波的紧密垂直约束防止了串扰，并使驱动器能够紧密放置。这攻克了p-i-n硅调制器应用的一大难关。”
新技术可推动微米梳在临界功率系统（数据中心、便携式原子钟）或极端环境（低温）中的应用。Kippenberg教授说：“我们多次证明了，混合系统比单系统具备更强大的功能。” Bhave教授补充：“没有这种多学科、跨国界的合作，就不可能有我们的成果。”
版权声明：本文由科界平台原创编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源科技工作者之家—科界App。
