基于亞波長聲學(xué)波導(dǎo)的集成聲光調(diào)制器的研究進(jìn)展

隨著量子信息、高速光通信以及片上光電集成技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)高性能、低功耗、可集成的聲光調(diào)制器提出了更高要求。傳統(tǒng)聲光調(diào)制器由于聲波波長較長、模態(tài)泄漏嚴(yán)重、聲光相互作用強(qiáng)度有限，難以滿足未來高密度集成光子系統(tǒng)的應(yīng)用需求。近年來，亞波長聲學(xué)波導(dǎo)技術(shù)的提出，為在納米尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效聲光耦合提供了全新解決思路。該技術(shù)通過將聲波限制在亞波長結(jié)構(gòu)中傳播，顯著提升了聲光相互作用強(qiáng)度，是實(shí)現(xiàn)低功耗、高速調(diào)制器件的重要發(fā)展方向。

在此背景下，寧夏大學(xué)萬磊教授團(tuán)隊(duì)在《寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版中英文）》2025年第2期發(fā)表綜述論文《基于亞波長聲學(xué)波導(dǎo)的集成聲光調(diào)制器的研究進(jìn)展》。文章系統(tǒng)闡述了亞波長聲學(xué)波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)聲波束縛與增強(qiáng)聲光耦合的基本原理，重點(diǎn)分析了移動(dòng)邊界效應(yīng)與光彈效應(yīng)等關(guān)鍵耦合機(jī)制。針對(duì)當(dāng)前集成器件的材料平臺(tái)與結(jié)構(gòu)類型，作者將研究進(jìn)展歸納為同質(zhì)集成與混合集成兩大技術(shù)路徑，梳理了以薄膜鈮酸鋰等壓電材料為基礎(chǔ)的典型器件設(shè)計(jì)方案與性能優(yōu)化策略。文章還探討了該類器件在微波-光波轉(zhuǎn)換、非互易傳輸與集成隔離器等前沿應(yīng)用中的發(fā)展?jié)摿Γ⒅赋霎?dāng)前在損耗控制、模態(tài)匹配和工藝兼容性等方面仍面臨挑戰(zhàn)。隨著新型壓電材料的不斷涌現(xiàn)以及多物理場(chǎng)協(xié)同設(shè)計(jì)理念的深化，亞波長聲學(xué)波導(dǎo)有望成為未來片上光子系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，助力新一代高性能光電集成器件的發(fā)展。

引用格式如下

任嘉欣，黃宏溢，萬磊，等 . 基于亞波長聲學(xué)波導(dǎo)的集成聲光調(diào)制器的研究進(jìn)展［J］. 寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版中英文），2025，46（2）：161-169.

作者簡(jiǎn)介

萬磊

萬磊，寧夏大學(xué)物理學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師，華南師范大學(xué)與美國密西根大學(xué)安娜堡分校聯(lián)合培養(yǎng)博士。2024 年寧夏回族自治區(qū)杰出青年基金獲得者。主要從事片上集成聲光調(diào)控器件和芯片設(shè)計(jì)、微納加工，以及其在微波/光波信號(hào)處理方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。在Light Science & Applications（Nature 子刊）、LaserPhotonics Reviews、Photonics Research、APL Photonics等光學(xué)領(lǐng)域高水平期刊發(fā)表SCI 學(xué)術(shù)論文40余篇，其中編輯推薦/邀請(qǐng)論文5篇，綜述論文3篇。主持國家級(jí)項(xiàng)目4項(xiàng)（包括青年項(xiàng)目、面上項(xiàng)目等），主持省部級(jí)科研項(xiàng)目4項(xiàng)。以第一發(fā)明人授權(quán)國家發(fā)明專利5項(xiàng)。擔(dān)任《寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版中英文）》青年編委。

任嘉欣

任嘉欣，寧夏大學(xué)物理學(xué)院博士研究生，主要研究方向?yàn)槠细咝阅芗陕暪庹{(diào)控器件，近年來以第一作者身份在《紅外與激光工程》（EI源刊）、《激光與紅外》等期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。