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主题:科学家攻克下一代光学芯片制造关键难题
cyqdesign发表于 2025-07-10 20:57
思克莱德大学研究团队开发出新型微纳光控器件组装技术,为量子技术、通信及传感领域先进光学系统的规模化生产铺平道路。
相关研究成果发表于《自然·通讯》(Nature Communications)上,这是一种微米级结构,集中在光子晶体腔(PhCC),可以非常精确地捕获和操纵光。作为量子计算至光子人工智能等高性能技术的核心元件,其阵列化制造长期受限于加工过程中的微观变异:即使纳米级瑕疵也会导致器件光学特性显著偏移,难以在芯片上直接制备一致性阵列。
用于机械传输的可释放 PhCC 像素。
该团队首创的解决方案能将单个PhCC从原始硅晶圆物理剥离,在实时测量光学特性并分类后精准转移至新芯片。通过该校自主研发的半导体器件定制化集成系统,研究人员首次实现微米级光子器件的超精度批量操控与定位,标志着规模化生产取得重大突破。
论文第一作者Sean Bommer解释道:"这是全球首个具备器件集成过程实时光学测量能力的系统。传统组装如同拼装未知颜色的乐高积木,现在通过制造过程性能监测,我们能构建更高效复杂的器件阵列。"
具备原位反射光谱测量能力的精密转印系统
研究团队单次实验即成功按谐振波长(物质最强吸收/透射的光波特征)完成119个PhCC的转移排序,构建出传统工艺无法实现的定制化阵列。
该平台还首次揭示了器件在转印过程中的动态响应,观测到秒至小时尺度的弹性和塑性力学效应。
芯片级光子学首席教授Michael Strain强调:"器件制造后的可重构性,是实现大规模光电集成的关键突破。
我们正致力将多元半导体器件集成至单芯片,构建面向通信、量子计算、传感等领域的复杂高性能系统。"
相关链接:https://dx.doi.org/10.1038/s41467-025-60957-1

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