在人工智能、云计算和大模型技术高速发展的今天,全球信息产业正迎来新一轮技术变革。面对日益增长的算力需求,传统电子芯片逐渐面临功耗高、传输速度受限等问题,光芯片则因具备高速、低延迟等优势,成为未来科技竞争的重要方向。
近日,广西大学“极光芯界”青年团队凭借在低损耗慢光光芯片领域的创新成果,引起业内广泛关注。团队围绕未来光通信与光计算核心需求,成功提出新型慢光调控方案,为国产光芯片技术发展提供了新的可能。
从实验室发现问题 向核心技术发起挑战
在长期科研实践中,“极光芯界”团队逐渐意识到,虽然光芯片被认为是未来信息产业的重要基础,但其中关键的“慢光”技术却始终存在性能瓶颈。
所谓“慢光”,是通过特殊结构设计降低光在芯片中的传播速度,从而增强光与物质之间的相互作用。慢光技术能够显著提升光通信、光计算以及高灵敏度传感器的性能,因此被广泛认为是未来高性能光芯片的重要方向。
然而,传统慢光方案普遍依赖局域共振机制,存在损耗严重、稳定性差以及难以集成等问题。如何实现低损耗、高稳定性的慢光调控,成为国际研究热点。
面对这一难题,团队成员决定从超构表面与纳米光子学方向切入,探索新的技术路线。
历经反复验证 实现关键创新突破
科研创新从来不是轻松的过程。从理论模型建立,到电磁场仿真分析,再到实验结构设计,“极光芯界”团队经历了大量重复实验与参数优化。
为了寻找更加稳定的慢光结构,团队成员经常需要对同一组结构参数进行数十次调整,并对不同模式之间的耦合关系进行持续验证。面对光场泄漏严重、品质因子不足等问题,团队不断优化纳米结构设计,最终提出“晶格共振—晶格共振耦合类EIT机制”。
这一机制突破了传统局域共振方案的限制,首次利用两种晶格共振之间的相干干涉,实现低损耗慢光窗口构建。
与此同时,团队进一步引入连续域束缚态(BIC)增强机制,有效抑制光场能量泄漏,让光能够在纳米结构内部停留更长时间,从而显著提升慢光性能。

图1:校企联合实验室研发场景
推动成果转化 助力国产光芯片发展
经过长期技术攻关,“极光芯界”团队成功实现10000倍以上光速减慢效果,并达到2750超高品质因子,在相关性能指标上实现重要突破。
项目采用硅基纳米柱阵列结构,能够兼容现有CMOS工艺,与当前主流芯片制造流程具备良好适配性,因此具备较强产业化潜力。
目前,团队已完成核心理论分析、电磁场仿真以及部分实验验证,并申请多项国家发明专利。同时,项目还与产业链企业开展联合测试与技术交流,积极推进芯片流片验证及成果转化。
从实验室里的基础研究,到未来高速光通信系统中的关键器件,“极光芯界”团队正用青年科研力量不断突破技术边界,也展现出新时代青年勇于创新、服务国家科技发展的责任担当。
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