正文
教授担任共同通讯作者。
图丨相关论文（来源：
Science Advances
）
这项研究的背景可追溯至
大卫·马邦
教授早年的工作经历。在澳大利亚悉尼大学工作期间，他的课题组首次在硫系玻璃芯片上观测到受激布里渊散射信号。
硫系玻璃因其低声速特性而具有独特优势，团队基于此开发了一系列微波光子应用，并受到广泛关注。然而，硫系玻璃化学性质不稳定且具有毒性，严重限制了其实际应用前景。
转至特文特大学后，课题组在氮化硅平台上实现了微波光子滤波器应用，但受限于增益过小，实验需要极高的激光功率。研究突破的关键转折出现在 2023 年。当时美国哈佛大学和巴西研究团队在预印本网站
arXiv
发表的理论研究指出，TFLN 平台通过表面声波可能实现较大增益。
叶开轩回忆道：“读到这篇论文时我非常兴奋，恰逢在美国参加学术会议时与冯寒珂取得联系，促成了这次合作。”借助王骋课题组设计的芯片和马邦课题组搭建的高精度受激布里渊散射测试平台，团队很快成功观测到 TFLN 平台上的布里渊散射信号，这是该领域的首次突破。
图丨单片 TFLN 布里渊光子引擎（来源：
Science Advances
）
在技术实现层面，该研究面临多重挑战。薄膜铌酸锂平台需要同时满足多项关键指标：在保证芯片光功率低损耗的前提下，实现高带宽调制器和较高的 SBS 增益。研究团队通过精细调控加工过程中的各项工艺参数，成功克服了这些技术难题。
更为突出的是，该课题组首次在 TFLN 平台上实现了净内部增益放大器，其增益足以补偿波导的本征传播损耗。基于这一突破，研究团队进一步研制出全球首个基于 TFLN 的受激布里渊激光器（SBL，Stimulated Brillouin Laser）。
该激光器采用高品质因数环形谐振腔，通过精确匹配布里渊频移与谐振腔的自由光谱范围，实现了超过 20 纳米的宽调谐范围。通过泵浦激光与 SBL 信号的拍频，团队还生成了纯度极高的射频信号，其本征线宽仅为 9.4 赫兹。叶开轩指出：“这一特性有望显著缩小光学原子钟的体积，展现出广阔的应用前景。”
布里渊增益的角度依赖性为研究人员提供了一个全新的调控维度，这一特性在传统光子学平台上难以实现。在常规材料体系中，一旦工艺步骤确定，波导的布里渊散射特性便固定不变，缺乏动态调控能力。
然而，在 TFLN 平台上，研究人员可以根据不同的应用需求灵活设计不同取向的 TFLN 波导，并通过精密的版图设计实现对其布里渊特性的精确控制。这一技术突破对推动光子学系统的集成化和小型化发展具有重要的意义。
图丨薄膜铌酸锂平台上受激布里渊散射效果图（来源：叶开轩）
回顾传统的技术路线，受限于材料和工艺的局限性，光、电、声三个功能模块通常需要分别在不同材料平台上实现，例如调制器采用硅光平台、微环使用氮化硅材料、SBS 螺旋波导则需依赖硫系玻璃。
这种多平台分离的实现方式不仅增加了系统复杂度，更导致光信号在多次耦合转换过程中引入显著的额外损耗。如今，基于 TFLN 平台的多功能集成方案成功实现了这三个核心功能的协同工作，不仅大幅缩减了系统体积，还显著降低了整体功耗，为集成光子学的发展开辟了新途径。
