新的集成太赫兹光子学平台中的有源元件的插图，激光波导嵌入低损耗的BCB聚合物中，并覆盖有扩展的顶部金属化。插图显示了一个制造装置的电子显微镜图像（SEM），该装置具有改进的色散、射频和热性能，可以在同一光子芯片上与各种无源元件共同集成。资料来源：Senica, U., Forrer, A., Olariu, T. et al.

​集成光子学广泛使用片上光学元件，如嵌入平面平台的光源、分光器、调制器和高通量波导，以有效处理和引导光信号。人们对用于电信和传感的集成中红外和太赫兹光子学越来越感兴趣。在太赫兹频率范围内，源集成的一个突出候选者是太赫兹量子级联激光器。

这些设备的高温操作的最新进展，加上它们的频率灵活性和作为频率梳和高速检测器操作的可能性，使它们作为太赫兹光子学的关键构件具有很大的吸引力。以前的一些太赫兹集成方法包括混合等离子体波导、单片集成的太赫兹收发器、耦合腔设备，以及最近在硅上集成的设备。

在《光》杂志上发表的一篇新论文中《科学与应用》上发表的一篇新论文中，由苏黎世联邦理工学院的博士生Urban Senica和Giacomo Scalari教授领导的一个科学家团队开发了一个新型的集成光子平台。

在更复杂的光子系统中，激光器集成的一些关键特征是减少电耗和与低损耗无源波导的有效耦合。研究人员提出了一个新的集成太赫兹光子学平台，允许用无源元件进行信号传播，并为宽带传感和电信进行相干源集成。

他们利用一个共同的金属地平面的存在，选择它来展示几个主动和被动的太赫兹光子元件在同一个半导体平台上的集成。这种方法允许在太赫兹和R.F.频率下进行有效的信号处理。

研究人员专注于宽带和频率梳装置。他们强调了在几个关键优点上的改进，如色散、R.F.和热性能。他们的模型证明了有源和无源元件在同一光子芯片上的共同集成。基本构件是一个高性能的平面化双金属波导，具有扩展的顶部金属化。类似的波导已经被证明对太赫兹和微波应用非常有效。

在太赫兹频率梳的背景下，研究人员表明，对横向模式的控制对于获得规则和平顶的梳状光谱至关重要，主要是通过减少脊的横向尺寸。然而，由于波导是通过直接在顶部金属包层上的导线键合来连接的，所以宽度不能任意地小。它本质上限制了有效脊的宽度，使之与键合线片的尺寸一致。这使得脊距为50微米或以下的器件在接触方面具有挑战性，容易出现故障。直接在有源区上粘合会引入缺陷，增加波导损耗和非故意选择特定模式，可能会损害器件的长期性能及其光谱特性。

这些问题在该团队的平面化平台内得到了解决。将键合线放置在无源、BCB覆盖区域的扩展顶部金属化的顶部，可以防止在有源区域顶部形成任何缺陷或局部热点。它能够制造出远低于键合线尺寸的非常窄的波导。

狭窄的波导宽度可以作为基本横向发光模式的有效选择机制，也有利于散热和高温连续波（C.W.）操作。此外，扩展的接触促进了横向热流，并简化了散热器方案中的热量提取。这使得平面化器件的最大工作温度得到改善。

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