一種製備的含多個光隔離器的壓電陶瓷-氮化矽晶片。來源:歐洲
整合光子學使我們能夠構建緊湊、便攜、低功耗的晶片級光學系統，用於商業產品，徹底改變了今天的光學資料中心和通訊。但是整合晶片上的光學增益元件來製造鐳射器或放大光功率，會有從其他元件反射的光損害或干擾鐳射器效能的風險。
解決方案是增加片上的光學隔離。通常，光隔離是透過磁性材料和磁場實現的，但這些與當前的半導體鑄造工藝不相容;與此同時，在微米級晶片上建立強大的外部磁場本身就是一項挑戰。因此，電驅動的無磁光隔離器在該領域是非常需要的。
在《自然光子學》雜誌上發表的一篇文章中，EPFL的Tobias J. Kippenberg教授和普渡大學的Sunil a . Bhave教授的實驗室合作展示了這樣一種無磁、電驅動的光隔離器，可以在晶片上實現光路由。
結合整合光子學和微機電系統(MEMS)技術，該器件採用壓電氮化鋁(AlN)單片整合在超低損耗氮化矽(Si3N4)光子積體電路上製成。
透過同步驅動多個壓電MEMS作動器，產生本體聲波，這些聲波可以耦合並偏轉在它們下面的氮化矽波導中傳播的光。這種聲光調製，被稱為“時空調製”，模仿磁鐵驅動隔離器的效果。用壓電薄膜換能器代替磁性材料，完全避免了對磁場的要求。
一種製備的含多個光隔離器的壓電陶瓷-氮化矽晶片。來源:歐洲
雖然之前已經展示了無磁光隔離器，這是第一個電動驅動和線上性光學範圍內操作的。該研究報告了10db的線性光隔離，以及在光訊號載波上單向無損耗數字資料傳輸的實驗測量。
“結合整合光子學和MEMS工程，我們展示了一種完全相容cmos的混合半導體制造技術，並可透過大規模的代工過程實現，”在EPFL的MicroNanoTechnology中心(CMi)領導氮化矽晶片製造的Junqiu Liu博士說。
這種新型光隔離器可以提供新的應用，包括晶片級原子鐘、光探測和測距(LiDAR)、光子量子計算和片上光譜學等。這兩個團隊正在研究的一個特殊應用是構建量子相干微波光轉換器，它可以克服遠距離超導量子位之間的量子互連，這種互連需要將微波場的單量子轉換為光域，反之亦然。
