傳統的鋰鈮酸鹽調制器，即光電子工業的長期主力，可能很快就會成為真空管和軟盤的發展方向。來自 哈佛大學John A. Paulson工程與應用科學學院的 研究人員開發出一種新方法來制造和設計集成片上調制器，其尺寸比現有的鋰鈮酸鹽(LN)調制器小100倍，效率高20倍。

“這項研究展示了集成光子學的一項基本技術突破，” SEIA電氣工程教授，該論文的高級作者Marko Loncar說 。“我們的平臺可以產生大規模，非常快速和超低損耗的光子電路，為未來的量子和經典光子通信和計算提供廣泛的應用。”

哈佛大學的技術開發辦公室 (OTD)與Loncar Lab密切合作，組建了一家初創公司HyperLight，該公司打算將與該研究相關的基礎知識產權組合商業化。在OTD的物理科學和工程加速器的資助下，為HyperLight的推出準備了技術，該 加速器為可能產生重大商業影響的研究項目提供轉化資金。

鈮酸鋰調制器是現代電信的支柱，將電子數據轉換為光纖電纜中的光學信息。然而，傳統的LN調制器體積大，昂貴且耗電。這些調制器需要3到5伏的驅動電壓，明顯高于典型的CMOS電路提供的電壓，后者提供大約1伏的電壓。因此，需要單獨的功耗放大器來驅動調制器，嚴重限制了芯片級光電集成。

“我們表明，通過在一個小芯片上集成鈮酸鋰，驅動電壓可以降低到與CMOS兼容的水平，”該論文的共同第一作者，SEAS的前博士生和博士后研究員Cheng Wang表示。城市大學助理教授。“值得注意的是，這些微調制器還可以支持高達210 Gbit / s的數據傳輸速率。這就像安特曼 - 更小，更快，更好。“

“高度集成但高性能的光學調制器對于光學和數字電子產品的更緊密集成非常重要，為未來光纖光纖光電處理引擎鋪平了道路，”光傳輸總監Peter Winzer說。諾貝爾貝爾實驗室是該項目的工業合作伙伴，也是該論文的合著者。“我們認為這種新的調制器技術是這類解決方案的有希望的候選者。”

許多人認為鋰鈮鐵礦難以在小尺度上工作，這是迄今為止排除實際集成片上應用的障礙。 在之前的研究中，Loncar及其團隊展示了一種技術，使用標準等離子蝕刻技術制造高性能鈮酸鋰微結構，以在薄鈮酸鋰薄膜中物理雕刻微諧振器。

將該技術與專門設計的電子元件相結合，研究人員現在可以設計和制造集成的高性能片上調制器。

“以前，如果你想讓調制器更小，更集成，你必須妥協他們的表現，”SEAS的博士后研究員兼該研究的共同第一作者Mian Zhang說。“例如，現有的集成調制器在芯片上傳播時很容易失去大部分光線。相比之下，我們將損失減少了一個數量級以上。從本質上講，我們可以控制光線而不會失去它。“

“因為調制器是通信技術的基本組成部分 - 其作用與計算技術中的晶體管相當 - 所以應用程序非常龐大，”張說。“這些調制器可以與同一平臺上的其他組件集成，這一事實可為下一代長距離光網絡，數據中心光互連，無線通信，雷達，傳感等提供實用的解決方案。”