哈佛團隊攻克鈮酸鋰芯片桎梏，芯片級光頻梳實現雙重突破

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光頻梳是精密測量領域的"尺子"。這種激光源發出等間距光譜線，像一把精細的梳子。它支撐了原子鐘和高速光通信，還獲得2005年諾貝爾物理學獎。

但傳統設備體積龐大。科學家一直試圖把它縮小到芯片上。哈佛大學工程與應用科學學院（SEAS）的Lon?ar團隊剛剛取得關鍵突破。他們利用薄膜鈮酸鋰制造出高效芯片級微梳，成果發表于《Science Advances》。

薄膜鈮酸鋰是理想材料。這種晶體具有超強的電光調制能力，能用電壓精確控制光信號。Lon?ar團隊過去十年開創了這個平臺。

但鈮酸鋰有個"頑疾"：拉曼效應。晶格振動會散射激光，導致輸出單色光，無法形成光梳。這就像試圖讓合唱團唱出階梯式音階，但有人一直跑調。

哈佛團隊找到解決辦法。他們采用X切向鈮酸鋰晶圓，并設計旋轉跑道型諧振器。這種結構能抑制拉曼效應。

這種微梳功率轉換效率極高。它能把大部分激光功率轉化為梳齒，間距適合芯片級光通信。

更重要的是，生成光梳的諧振器只有毫米大小。它可以與其他光子元件無縫集成。這為下一代光子系統奠定基礎。

團隊還有意外收獲。殘余拉曼效應并未破壞光梳，反而與之鎖定。這產生了一種更寬的混合微梳。

奧克蘭大學的理論模擬證實，這種新光梳在全光譜范圍內保持相位相干。它能覆蓋傳統方法難以觸及的光譜波段。

混合微梳特別適用于中紅外光譜傳感。許多氣體和化學物質在該波段有特征吸收。新器件可用于環境監測和化學分析。

此外，毫米級尺寸意味著大規模生產可能。因此成本將大幅降低。

中國科學家在這一領域緊追前沿。南京大學祝世寧、張勇團隊在薄膜鈮酸鋰微梳和量子光源方面取得突破。

浙江大學戴道鋅團隊深耕鈮酸鋰光子集成。中山大學蔡鑫倫團隊開發了高性能電光調制器。

目前中國在薄膜鈮酸鋰光子學領域處于并跑階段。國內研究團隊數量快速增長。我們在特定應用場景和工藝優化上有優勢。

但平臺級原始創新，如Lon?ar團隊的開創性工作，仍主要來自美國。這種格局提醒我們：材料平臺的突破往往引領整個領域變革。

這項進展標志著鈮酸鋰正式成為高性能微梳的實用平臺。從抑制"噪聲"到利用"噪聲"，科學家展現了材料工程的精妙。

光頻梳的芯片化進程因此加速。未來我們的手機和傳感器里，可能都藏著這樣一把"光梳"。