标题：磷化镓光子芯片革新，数据传输带宽提升三倍
来源：科技日报
原文标题：光子芯片放大器传输数据带宽提升3倍
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图片说明： 磷化镓光子芯片的聚焦堆叠宏观照片。该芯片集成了多个螺旋波导和其他测试结构，其宽度仅为0.55厘米。图片来源于瑞士洛桑联邦理工学院。
瑞士洛桑联邦理工学院与IBM欧洲研究院的研究突破
在最新一期《自然》杂志上，瑞士洛桑联邦理工学院与IBM欧洲研究院的联合研究团队发布了一项重大研究成果。他们成功研发出一款基于光子芯片的行波参量放大器，这一创新技术实现了数据传输带宽的显著提升。
传统放大器的局限与磷化镓的突破
现代通信网络依赖光信号传输海量数据，而光信号在长距离传输过程中需要经过放大以保持信息不丢失。长期以来，掺铒光纤放大器一直是这一领域的常用工具，但它的带宽限制在C波段（约35纳米），限制了光网络的扩展潜力。
磷化镓光子芯片：创新与效率的结合
新研制的放大器采用了在二氧化硅上沉积磷化镓的技术。磷化镓作为一种具有卓越光学特性的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，因其出色的光学非线性特性和高折射率而被选中。这些特性使得光波能够在芯片中高效地相互作用，从而增强信号强度，并使光波在波导内紧密限制，显著提高放大效率。
实验成果：性能超越传统放大器
实验结果显示，这款芯片级放大器在140纳米的带宽范围内实现了超过10分贝的净增益，是传统掺铒光纤放大器带宽的三倍。同时，它保持了较低的噪声水平，增益可达35分贝，并能处理跨越六个数量级的输入功率信号。这些特性使得该放大器在电信领域以及精密传感等众多应用中具有极高的适应性。
影响深远：推动光网络与光子学发展
这款新型放大器不仅提升了光学频率梳和相干通信信号的性能，还对未来数据中心、人工智能处理器和高性能计算系统产生了深远影响。更快、更高效的数据传输将使这些系统受益匪浅。此外，其应用范围还扩展到了光学传感、计量学，以及自动驾驶汽车中使用的激光雷达系统等领域。
结语
这项研究标志着光子芯片技术的重大进步，为未来通信技术的发展奠定了坚实基础。随着技术的不断进步，我们期待看到更多创新成果的诞生，为我们的生活带来更多便利。
（记者 张佳欣）
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