4月30日消息，瑞士洛桑理工学院（EPFL）的研究人员发明了一种采用深紫外步进光刻技术的工艺，这种工艺优于目前的纳米加工技术。
当前，全世界的研究人员都希望通过实验试验来解决半导体行业中的许多挑战，其中的挑战之一是无法在无线网络、电信和雷达中充分处理微波信号。这些应用要求高频（HF）频带中的载波具有强大的瞬时带宽，带宽是5G实施和物联网（IoT）中的一个苛刻因素，EPFL的研究人员决心将微波工程和光电技术结合起来解决这个问题。
EPFL的一组研究人员的目标是提高使用芯片级频率的硅光子学控制光的能力。研究人员开发了一种包含集成孤子“微梳”的工艺，该工艺增强了激光器的重复频率，使其重复频率低至10GHz，有足够的光在直径小于人发束100倍的波导中传播大约1米。
在光检测过程中，研究人员创建了氮化硅光子大马士革工艺，该工艺使用深紫外步进光刻技术进行。该工艺通过提供一种新的纳米加工技术来减少电力损耗，从而使现有的制造工厂受益，所产生的氮化硅波导在光子集成电路中提供了最低的损耗。
具有微波K波段和X波段重复频率的单孤子。图片归功于EPFL
这对5G和雷达等应用程序有何帮助？通过将微波工程学与光电子学相结合，这些研究人员产生了在微波K波段（用于5G）和X波段（用于雷达）都具有重复频率的相干孤子脉冲。以稳定的重复频率发射的紫外光脉冲类似于梳齿线的频率间隔，由于需要瞬时带宽才能实现实时和高分辨率目标检测，因此基于光子学的系统的声音可能是一个有前途的解决方案。
尽管这被认为是一种新的制造技术，但目前与CMOS兼容的光子集成电路可以实现频率梳。微型组件及其各自的微波信号将是建立用于雷达和信息网络的全集成低噪声微波振荡器的关键因素。
使用集成孤子微梳产生光子微波的原理和Si 3 N 4微谐振器的特性。图片归功于EPFL
在当今时代，数字通信拥堵对于电信提供商来说是一个巨大的问题，对于移动设备和物联网来说，对更好的无线网络的需求是永无止境的。通过越来越多的研究，如EPFL的研究，微波光子可以用来缓解电信带宽问题。
光子信号处理在克服固有的电子限制的同时，也为实现极高的兆赫采样频率提供了前景，通过利用基于光子的处理器，将有新的能力来实现高时间带宽操作和高分辨率性能。光纤信号处理器与光纤微波系统具有内在的兼容性，可以提供内置信号调理的连接性，引入光子信号处理技术将是电信开发商向前迈出的一大步。
EPFL的研究人员团队已与多家半导体制造商合作，推出了微梳组件以与芯片级半导体激光器相结合，这将影响开发人员如何处理无线网络、电信和雷达中的微波信号。它们不仅能够弥合集成光子非线性光学器件和微波光子器件之间的差距，而且在雷达和信息网络的未来架构中带来了变革浪潮。
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