片上激光器與鈮酸鋰中的50千兆赫電光調制器相結合，構成高功率發射器。（圖片來源：Second Bay Studios／Harvard SEAS）
據研究人員解釋，長途通信網絡、數據中心光互連和微波光子系統都依靠激光來產生用于數據傳輸的光載波。在大多數情況下，激光器是獨立的設備，位于調制器的外部，這令整個系統更加昂貴，穩定性和可擴展性也更低。
現在，哈佛大學工程與應用科學學院（SEAS）的研究人員與Freedom Photonics和HyperLight Corporation的行業伙伴合作，在鈮酸鋰芯片上開發了第一個完全集成的高功率激光器，為高功率通信系統、完全集成的光譜儀、光學遙感和量子網絡的高效頻率轉換以及其他應用鋪平了道路。
SEAS的 Marko Loncar教授，同時也是該研究的資深作者說：“集成鈮酸鋰光子學是開發高性能芯片級光學系統的重要平臺，但將激光器連接到鈮酸鋰芯片上已被證明是最大的設計挑戰之一。在這項研究中，我們使用了從集成鈮酸鋰光子學的先前發展中學到的所有納米制造技巧和技術來克服這些挑戰，并實現了在薄膜鈮酸鋰平臺上集成高功率激光器的目標。”
Loncar和他的團隊使用小而強大的分布式反饋激光器作為他們的集成芯片。在芯片上，激光器位于蝕刻在鈮酸鋰中的小孔或溝槽中，并在同一平臺制造的波導中提供高達60毫瓦的光功率。研究人員將激光器與鈮酸鋰中的50千兆赫電光調制器相結合，以構建高功率發射器。
SEAS研究生，該研究的第一作者Amirhassan Shams－Ansari說：“集成高性能即插即用激光器將顯著降低未來通信系統的成本、復雜性和功耗。它可以集成到更大的光學系統中，用于傳感激光雷達和數據通信等一系列應用。”
通過將薄膜鈮酸鋰器件與采用行業友好型工藝的高功率激光器相結合，這項研究代表了邁向大規模、低成本和高性能發射器陣列和光網絡的關鍵一步。接下來，該團隊的目標是提高激光器的功率和可擴展性，以用于更多應用。
