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World File Search System低损耗
通过飞秒激光波导写入玻璃的光子集成电路
相对于激光束。图 2a 描绘了 FLW 过程的图形表示。FLW 是一种串行制造技术，与光刻相比可能并不适合大规模生产。然而，它的速度和简单性使其成为至少在量子技术等快速发展领域中规模生产的有吸引力的选择。可以实现的折射率变化很小，因此设备不如硅或氮化硅等其他平台那么小型化。然而，FLW 因允许三维电路布局（图 2b-c）、与玻璃以外的各种材料兼容（促进复合设备的混合集成）以及与标准光纤的低损耗连接而脱颖而出。FLW 只是通过超短激光脉冲与透明材料的非线性相互作用实现的几种微加工工艺之一。另一个例子是飞秒激光烧蚀，它可以精确去除材料，从而形成三维微结构，如图 2a 所示的微沟槽。将飞秒激光烧蚀与激光烧蚀相结合，可以提高集成光子器件的性能，例如可编程光子集成电路 [5]，它集成了波导、电可编程干涉仪和空心结构，从而实现了非常低的
将 MEMS 集成到硅光子学中
Niels Quack 副教授 航空机械与机电一体化工程学院微系统与纳米系统 悉尼大学 电子邮件：niels.quack@sydney.edu.au 摘要：光子集成电路利用单个芯片上大量光学元件的紧密集成。随着技术的成熟，大规模集成有望释放可编程集成光学、光子加速器、神经形态计算或量子光子集成电路等新兴概念的潜力。这种多功能光子集成电路从可扩展的单个相位和幅度控制单元数量中受益匪浅，此外还有用于光谱滤波、光电检测、高速调制、低损耗光学路由和耦合以及电气路由和接口的高性能组件。在光子集成电路的材料平台中，硅脱颖而出，因为它可以利用微电子行业的优化生态系统和高性能。在光子信号控制的物理效应中，纳米力学脱颖而出，因为它具有低光损耗、低功耗、紧凑的体积和同时在宽光谱范围内运行的特点。然而，虽然微机电系统 (MEMS) 通常用于消费电子产品，但它们在光子学中的大规模集成迄今为止仍被证明具有挑战性。在本次演讲中，我将概述在将硅光子 MEMS 扩展到大型电路方面取得的最新成就。我将总结基于 IMEC 先进的标准化硅光子 iSiPP50G 平台的 MEMS 集成，该平台是我们在欧洲 H2020 项目 morphic 中开发的。我们的晶圆级技术平台包括通过后处理实现的 MEMS 发布、通过晶圆键合实现的晶圆级密封以及通过倒装芯片键合和光纤连接实现的电气和光学接口。我将介绍使用 MEMS 可调环形谐振器的 MEMS 可调耦合器、开关、移相器和光谱控制的实验结果，并概述我们如何通过集成纳米机电压电执行器进一步扩展可编程光子学。我们的设备工作时驱动电压通常低于 30V，占用面积小于 100 x 100 μm2，插入损耗低至 < 0.3 dB，每台设备的电耗低至 1 nW，响应时间为 μs。我们在标准硅光子学中同时进行了低损耗、紧凑占用面积、宽带响应、低功耗和快速 MEMS 的里程碑式实验演示，使我们的技术特别适合需要超大规模光子集成的新兴应用，例如光子学计算或可编程光子学。
通过高维高斯玻色子采样实现量子计算优势
光子学是一个很有前途的平台，它通过在明确定义的计算任务上超越最强大的经典超级计算机来展示量子计算优势 (QCA)。尽管前景光明，但现有的提案和演示仍面临挑战。在实验上，高斯玻色子采样 (GBS) 的当前实现缺乏可编程性或损失率过高。从理论上讲，GBS 的经典难度缺乏严格的证据。在这项工作中，我们在改进理论证据和实验前景方面取得了进展。我们提供了 GBS 难度的证据，可与 QCA 最强的理论提案相媲美。我们还提出了一种称为高维 GBS 的 QCA 架构，它是可编程的，可以使用少量光学元件以低损耗实现。我们表明，在适中的系统规模下，高维 GBS 实验优于模拟 GBS 的特定算法。因此，这项工作为使用可编程光子处理器展示 QCA 开辟了道路。
引文：YM Zhang, ZJ Wang, JH Feng, SQ Ming, FR Qu, Y Xia, M He, ZM Hu, 和 J Wang，大面积 2D W 的合成和电磁输运
二维拓扑绝缘体又称量子自旋霍尔绝缘体，具有受拓扑结构保护的边缘态[1]。由于该通道可支持无耗散电子传输，有望实现下一代低损耗电子器件，得到了广泛的研究[2−4]。自2006年起，斯坦福大学Zhang团队预言在HgTe/CdTe量子阱中存在量子自旋霍尔效应(量子自旋霍尔效应，QSH)[5]。次年，维尔茨堡大学物理研究所Molenkamp团队的实验证实了这一点[6]。研究人员进行了大量的理论预测和实验探索，以寻找更加实用的天然QSH材料[7−9]。与复杂量子阱结构相比，天然QSH材料在样品制备和异质结器件构筑方面更具有优势。但在天然单层二维体系中实现QSH效应仍然十分困难，自上而下的机械剥离法和自下而上的外延生长法是成功制备单层QSH材料的两种常用方法。
硅光子微电力机电相位变速器可扩展可编程光子学
可编程的光子集成电路正在成为量子信息处理和人工神经网络等应用的有吸引力的平台。但是，由于商业铸造厂缺乏低功率和低损耗相变的速度，当前可编程电路的尺度能力受到限制。在这里，我们在硅光子铸造厂平台（IMEC的ISIPP50G）上演示了具有低功率光子微电体系统（MEMS）的紧凑相位变速器。该设备在1550 nm处达到（2.9π±π）相移，插入损耗为（0.33 + 0.15 - 0.10）dB，AVπ为（10.7 + 2.2 - 1.4）V，和（17.2 + 8.8-4.3）的Lπ。我们还测量了空气中1.03 MHz的致动带f -3 dB。我们认为，我们对硅光子铸造型兼容技术实现的低损坏和低功率光子磁化相位变速杆的证明将主要的障碍提升到可编程光子集成电路的规模上。©2021美国光学协会根据OSA开放访问出版协议的条款
![arxiv：2503.07431v1 [Quant-ph] 2025年3月10日](/simg/b\b6ea618b3bb5098bb617b9ff1403b2da54802ee8.webp)
arxiv：2503.07431v1 [Quant-ph] 2025年3月10日
在波动波参数放大器（TWPA）中，低损耗电容器对于提供50Ω的阻抗与增加的电感相匹配的50Ω阻抗，而不是通过用于放大的非线性元件所带来的电感，无论是Josephson连接点还是高动力敏感材料。在这里，我们报告了真空隔离微带的制造过程的开发，该设计的设计在无介电支持的情况下，地面平面悬挂在中心导体上方的附近。除了高电力传输线外，该体系结构还可以启用空气桥和紧凑的并行板电容器。在低温稀释冰箱设置中，使用分布式铝和颗粒铝谐振器进行了制造的性能，显示出与最先进的TWPA中使用的Fabripation过程相同的质量因素。除了表征质量因素对功率的依赖性外，还探索了它们在温度方面的行为，采用基于热准准颗粒和可饱和的两级系统（TLS）的模型，表明谐振器的质量因素受TLS的限制。
薄玻璃基板上的 3D 集成高精度无源器件，适用于微型高性能射频元件
摘要 — 设计并演示了在 100 微米薄玻璃基板上通过通孔互连的高精度高性能带通和低通滤波器的双面或 3-D 集成，用于超小型双工器组件。开发了一种实现大面积高精度制造的新型工艺，以大大提高电气性能的公差。高精度、高品质因数和高元件密度以及玻璃上的薄膜层用于在玻璃上实现创新的拓扑结构，以实现高带外抑制和低插入损耗。低损耗 100 毫米厚的玻璃芯和多层 15 毫米薄聚合物膜用于在基板上构建滤波器。演示的双工器尺寸为 2.3 3 2.8 3 .2 毫米。借助玻璃的尺寸稳定性和半加成图案化工艺控制，所制造的滤波器的性能与模拟结果具有极好的相关性。还分析了工艺敏感性分析对双工器性能的影响。最后，展示了一种独特而创新的工艺解决方案，以控制工艺偏差并实现良好的双工器公差。使用新工艺，性能偏差控制在约 3.5 倍。
矢量调制器相位变速器130 nm SIGE BICMOS技术用于5G应用
随着世界各地的第五代（5G）网络的引入，已经发布了几个MM波频段供商业用途。与第四代（4G）中使用的相比，这些频段提供更宽的带宽并增加空间重复使用。 此外，改进的孔径与波长比允许在降低的外形尺寸中实现相位的阵列天线系统（PHAA）[1]。 所有这些方面都将有助于满足不断增加的数据吞吐量所设想的需求。 特别是，分阶段阵列允许将波聚焦在非常狭窄的光束中。 光束可以通过控制单相移位来以电子方式进行电导。 这些系统的瓶颈是提供精确相移的困难。 因此，目前非常感兴趣的精确相位变速器，具有低消耗，足够的面积职业和相关收益的设计。 文献中已经提出了几种设计，并且它们以不同的方式实施。但是，主要区别在于被动和主动的区别。 被动相位变速器[2] - [4]在高插入损失和开销面积的费用下实现高线性。 相反，活跃的线性具有较低的线性[5] - [9]，但是，紧凑型解决方案，低损耗（或增益）的可能性以及可以用于振幅锥度[10]的增益调整，使后者最喜欢的候选者用于MM-Wave Phaas。 在本文中，介绍了IHP BICMOS技术制造的两个主动相位变速器的设计，一种旨在高增益，另一种用于低区域职业。相比，这些频段提供更宽的带宽并增加空间重复使用。此外，改进的孔径与波长比允许在降低的外形尺寸中实现相位的阵列天线系统（PHAA）[1]。所有这些方面都将有助于满足不断增加的数据吞吐量所设想的需求。特别是，分阶段阵列允许将波聚焦在非常狭窄的光束中。光束可以通过控制单相移位来以电子方式进行电导。这些系统的瓶颈是提供精确相移的困难。因此，目前非常感兴趣的精确相位变速器，具有低消耗，足够的面积职业和相关收益的设计。文献中已经提出了几种设计，并且它们以不同的方式实施。但是，主要区别在于被动和主动的区别。被动相位变速器[2] - [4]在高插入损失和开销面积的费用下实现高线性。相反，活跃的线性具有较低的线性[5] - [9]，但是，紧凑型解决方案，低损耗（或增益）的可能性以及可以用于振幅锥度[10]的增益调整，使后者最喜欢的候选者用于MM-Wave Phaas。在本文中，介绍了IHP BICMOS技术制造的两个主动相位变速器的设计，一种旨在高增益，另一种用于低区域职业。本文的其余部分如下组织。第二节描述了两个VM的架构。第三节分析了这两种设计。第四节对测量结果的评论，第五节总结了本文。
在电信 C 波段附近的金属有机气相外延中通过改进的液滴外延在 InGaAsP/InP(100) 上自组装 InAs 量子点，用于量子光子应用
这些材料在激光中被广泛应用，包括作为激光器中的活性介质[3-5]、作为量子信息技术的纯单光子和纠缠光子对源[6]、以及作为新型纳米存储器件的构建块。[7-9] 特别是 InAs/InP 量子点，由于其与 1.55 μ m 的低损耗电信 C 波段兼容，目前作为单光子发射器非常有吸引力。[10,11] 金属有机气相外延 (MOVPE) 中的液滴外延 (DE) 是一种新近且非常有前途的 QD 制造方法，因为它结合了大规模外延技术和多功能外延方法。[12-15] 这是一种相对较新的工艺，其生长动力学尚未完全了解，特别是对于与电信波长兼容的 III-V 材料系统，例如 InAs/InP。因此，它在制造用于广泛应用的电信 QD 方面具有巨大的发展潜力。此外，使用 InP 作为基质材料可以实现 InAs 量子发射体的生长，而无需任何额外的变质缓冲剂（例如 AlInAs/GaAs）。[16 – 18]
高级纤维激光器中热管理的物质方法
二氧化硅的衰减非常低的衰减促进了基于纤维的数据通信的普遍性。今天被认为是玻璃的内在特性，但这仅仅是因为外部损失来源（因此是热量）已被去除。过渡金属杂质，特别是Cu和Fe，在1970年代建立的通信波长中扮演着最重要的作用[5,6]。要消除这些外部吸收剂，以玻璃（例如SICL 4）和杂质（例如Fe 2 Cl 6）前体之间的蒸气压差形式的热力学，并立即使用。对这种重要性的良好回顾，但在当前的光纤社区中被遗忘了。[7]。通过涉及氯的明智干燥方案，在长途纤维中还减轻了玻璃中OH物种引起的衰减。现代二氧化硅纤维基本上没有外部损失来源，因此产生热量，这完全是由于化学蒸气沉积（CVD）过程的材料科学。但是，如第2.1.2和2.2节所述，CVD对本质上低损耗纤维的祝福在纤维核的组成可卸载性方面会导致诅咒[8]。