1月22日，中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員歐欣團隊聯合美國科羅拉多大學教授Gabriel Santamaria Botello、瑞士洛桑聯邦理工學院教授Tobias J. Kippenberg團隊，在基于絕緣體上鉭酸鋰單晶薄膜的電光頻率梳芯片研究方面取得重要進展。相關研究成果以Ultrabroadband integrated electro-optic frequency comb in lithium tantalate為題，發表在《自然》（Nature）上。

光學頻率梳技術在精密測量、微波合成和天文光譜觀測等領域應用廣泛。早期的光頻梳系統體積大且成本昂貴。當前的研究前沿之一在于如何將這一技術在芯片尺度上實現，從而推動更廣泛的應用。借助晶體的電光效應實現微波驅動的光頻拓展是集成光頻梳的主要技術方案之一，但由于傳統電光材料存在雙折射過強以及傳統的微波電路設計能量利用率低的問題，導致集成電光頻率梳光譜帶寬較低，限制了這一技術的實際應用。

該研究基于上海微系統所和瑞士洛桑聯邦理工學院前期共同構建的鉭酸鋰集成光子材料與工藝技術，挖掘了鉭酸鋰在低雙折射效應特性方面的優勢，并結合微波諧振電路的設計優化，實現了跨度超過450nm、譜線超過2000條的集成電光頻率梳。與傳統技術對比，鉭酸鋰電光頻率梳將器件縮小至1cm²以內，并將譜寬拓展了4倍、功效提升了16倍。同時，研究證明了鉭酸鋰電光頻率梳的啟鑰式開啟，具有大范圍的穩定可調性能。

超寬譜的鉭酸鋰電光頻率梳下一代芯片級的多光源相干通信、芯片級光譜學和超低噪聲毫米波合成為未來的相關研究提供了良好平臺。

論文鏈接

超寬譜的鉭酸鋰電光頻率梳芯片及器件結構圖（上）、450nm譜寬表征結果（中）、穩定可調的啟鑰式鉭酸鋰電光頻率梳（下）