香港城市大学、哈佛大学和诺基亚-贝尔实验室最近合作报道了小型片上LiNbO3调制器，长度仅10~20mm，表面积相比传统LiNbO3调制器缩小100倍，传输速率更快，数据带宽35GHz~100GHz，而功耗更低、光损耗大幅降低。研究者表示，该发明将为未来高速、低功耗、高成本-效益通信网络及量子光子计算铺平道路。

　　新型调制器与传统调制器尺寸对比

　　现有常用LiNbO3调制器需要3~5V的高驱动电压，远高于典型CMOS电路可提供的1V电压，电子放大器的存在导致器件较大的体积、功耗和价格。香港城市大学等机构开发了一种新的LiNbO3调制器制备方法，可获得超高电-光带宽，且电压与CMOS电路兼容。研究人员评论称：“未来，可将CMOS电路与调制器紧密并排放置，实现更高集成度和更低功耗，无需电子放大器。”凭借研究团队的先进纳米制造技术，该调制器不仅尺寸更小，且数据传输速率可达210Gbps，光损耗较现有调制器降低10倍。研究者进一步指出，LiNbO3的电学和光学性质使其成为最佳的调制器材料，但制造纳米级的LiNbO3调制器极为困难，阻碍了该器件的小型化。LiNbO3的化学惰性也导致了传统化学刻蚀方法不适用，而一般认为物理刻蚀方法无法获得光滑的刻蚀表面，但研究团队证明了其新颖的纳米制造技术。

　　论文第一作者Wang Cheng自2013年攻读哈佛大学博士学位时即开展该项研究，其本人最近加入香港城市大学，正与太赫兹和毫米波国家重点实验室团队一起研究将其用于即将到来的5G通信。研究者相信该发明也可实现量子光子学应用。

　　另一位作者表示，该项研究展示了集成光子学的一项基础技术突破，该技术平台可实现大规模、高速、超低功耗光子电路，实现一系列未来量子和经典光通信与计算应用。

　　哈佛的技术发展办公室已与Loncar实验室合作成立了一家初创公司HyperLight，打算将与该研究相关的基础知识产权包商业化。诺基亚-贝尔实验室的光传输主任Peter Winzer表示：“高度集成且高性能的光学调制器对于实现光子和数字电子器件更紧密集成至关重要，也为未来光纤输入输出光电处理引擎铺平了道路，我们认为该调制器技术是实现此类解决方案的有力候选者。”

　　参考文献《Integrated lithium niobate electro-optic modulators operating atCMOS-compatible voltages》