光学调制器与集成光子学的未来

光调制器装置。来源：迪梁教授/密歇根大学

硅光子调制器技术虽已发展数十年，但仍面临带宽和操作健壮性的挑战，这促使工业界和学术界专家探索传统平台之外的替代方案。在《IEEE量子电子学专题精选杂志》的访谈“光调制的未来”中，多位专家强调了创新调制器材料和配置的重要性，以满足数据中心、人工智能、量子信息处理等新兴应用的需求。

专家们指出，硅光子调制器虽广泛应用于光学数据通信、传感、生物医学等领域，但受限于硅的基本特性和其他实际因素，如带宽限制和操作稳定性问题。因此，探索新材料和配置成为关键。例如，薄膜铌酸锂（LiNbO3）、III-V外部调制激光器、薄膜钛酸钡（BTO）基调制器和垂直金属氧化物半导体电容器（MOSCAP）结构等新技术正在被开发，以克服现有技术的局限。

这些新技术预计将对下一代应用产生显著影响，包括提高数据中心的数据传输速度、增强人工智能的计算能力、推动量子信息处理的发展等。特别是薄膜LiNbO3调制器，还显示出在超导电路中量子经典界面应用的潜力。

然而，专家们也指出了必须面对的挑战，如技术瓶颈、高生产成本、设备不均匀性、长时间投资以及缺乏标准化程序等。为了克服这些挑战，需要光子和电子芯片设计师、供应商、代工厂以及封装和测试服务提供商之间的紧密合作，共同开发全面的协同设计能力和平台。

访谈中，Di Liang教授等专家还提到，人工智能的发展和全球地缘政治形势的变化，促使政府、行业和私营部门增加了对半导体技术的投资，为学术界和工业界之间的合作提供了更多机会。通过克服技术和兴趣障碍，并为未来挑战做好准备，可以确保持续创新，推动技术向前发展。

总之，工业界和学术界专家对光子器件的未来充满期待，认为先进的光调制器和集成技术有望彻底改变该领域，为新兴应用提供强有力的支持。