四川
飞秒激光器是光通信、精密测量、原子钟的“发动机”。过去几十年，它一直是个大家伙，动辄占满一张光学平台。把它塞进芯片，是全球光电子最卷的赛道之一。
普通激光器发出的光是连续的，像水龙头一直开着。锁模激光器能把光切成一个个极短脉冲，每个只有飞秒级。一飞秒，是一千万亿分之一秒。高速光通信、精密测量，都要这种“光脉冲串”。
麻烦在于，要“切光”，就得有高速光开关。过去只有两条路：克尔效应反应快，但需要很高峰值功率，费电；半导体可饱和吸收体省电，但反应慢，通常只能做到皮秒级，比克尔慢上百倍。好比跑车快但油耗高，省油车又跑不快。这个两难，卡了芯片级飞秒激光器二十年。
中国团队换了思路：用铌酸锂的“二阶非线性”做光开关。铌酸锂有个绝活，非线性效应的强弱和符号，可以通过“周期极化”在材料里“刻”出来。相当于能在芯片上任意设计一个超快光开关。他们做出的结构，实测响应时间不到20飞秒，需要的能量却极低。
然后，他们把这个光开关和电泵浦半导体激光器“混搭”。注意，是电泵浦，不是光泵浦。这意味着不用在旁边再摆一台大激光器来“喂”它，插上电就能自己干活。最终拿到750飞秒脉冲，而且能自启动，不需要复杂外部调节。
飞秒激光器芯片化，美国、欧洲、日本都在抢。加州理工、MIT、斯坦福在做，欧洲的EPFL和马克斯·普朗克研究所在做，日本东京大学和NTT也在推。但绝大多数演示卡在“光泵浦”这一步：旁边得放一台大功率激光器，整个系统小不下来。谁先做到电泵浦，谁就拿到全集成超快光子芯片的门票。
中国团队这次第一个跑通“电泵浦、自启动、二次孤子锁模”三合一。平台是铌酸锂纳米光子学。这块材料被业界叫“光学硅”：能做电光调制，能做非线性光学，还能扛激光增益，一个平台通吃。在薄膜铌酸锂方向，中国不是追赶，而是并跑甚至局部领先。华东师范大学、中科院上海微系统所、华中科技大学等团队，在调制器、频率梳、激光器上都有系列积累。这次是在最难的一步上迈出去了。
差距也有。系统集成度、可靠性、量产工艺，跟欧美老牌光子学团队比，还需要时间打磨。但方向对了，而且跑得不慢。
如果飞秒激光器能像集成电路一样，用电驱动、在芯片上大规模生产，光通信带宽可以再翻几倍，精密测量设备能做到手持大小，光计算和量子信息处理也会跟着受益。
过去一台飞秒激光器几十上百万，只有实验室用得起。将来它可能变成一颗几块钱的芯片，装进手机、汽车、卫星。这不是把东西做小，是把整个光学系统的门槛打下来。
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