氮化硅（Si3N4）作为当下最具潜力的硅基材料之一，其丰富的光学特性，尤其是超低光损耗和超宽光谱透明区间使其在薄膜光学、微纳平面光学、非线性集成光学等诸多领域具有应用场景。

近期，实验研究首次实现了在氮化硅上制作光隔离器。利用氮化硅的低波导损耗性质，研究团队实现了光隔离器信号耗损的大幅度降低——以 0.1dB 的水平远低于目前已商业化的光隔离器 1dB 水平，即光耗损由 20% 降低至 2.3%。

该项研究在氮化硅制成的微环谐振器上间距地集成了三个氮化铝（AlN）体声波谐振器。由于氮化硅缺乏电光效应，人们很难对氮化硅波导进行快速有效的调制，该项研究通过刻蚀底层的硅衬底，将声波束缚在5微米厚的氧化硅薄膜上，从而极大提高了声波的能量密度，从而将调制效率提高了 100 倍。

此项成果于2021年 10 月 21 日以 Magnetic-FreeSilicon Nitride Integrated Optical Isolator 为题，发表在《自然-光子学》上。美国普渡大学电子与计算机工程专业博士生田浩与瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）刘骏秋博士为该篇文章的共同第一作者，洛桑联邦理工学院教授 TobiasJ. Kippenberg 与普渡大学电子与计算机工程系教授 Sunil A. Bhave为共同通讯作者。此前，该项工作还在 2021 年的 IEEE MEMS 国际会议上获得最佳学生论文的奖项。

来源：光学界公众号