为充分发挥高校优势科研资源，搭建产学研深度融合的技术创新体系，加速科技成果转化。宁夏大学国家大学科技园将长期面向社会各企事业单位，定期推介科技成果，架起“供给端”与“需求端”的桥梁，助力科技成果转化提质增效。本期成果来自宁夏大学万磊团队研发的“一种亚波长声学波导增强的声光调制器”。

01 成果名称

一种亚波长声学波导增强的声光调制器

02 所处阶段

初期阶段

03 应用行业

信息传输、软件和信息技术服务业

04 成果简介

本项目提出了一种基于亚波长声学波导增强的高性能声光调制器，属于集成光学与微波光子学交叉领域。该器件采用蓝宝石—二氧化硅复合基片，并在其上生长外延铌酸锂薄膜，结合叉指换能器（IDT）、锥形过渡区、非悬浮亚波长声学波导、悬浮声光子晶体腔及侧耦合光子晶体等功能结构，实现了声光相互作用效率的显著提升。该器件通过在换能区设计叉指换能器，将输入的微波信号高效转化为铌酸锂薄膜表面声波，声波经过锥形过渡区后进入亚波长声学波导。该波导具有亚波长尺度的横向尺寸，能够强烈限制类瑞丽（Rayleigh-like）波与类勒夫（Love-like）波等束缚态声模，有效提高声波能量局域化与传输效率。波导尾端与悬浮的声光子晶体腔直接耦合，利用铌酸锂X-(θ)Y切向的优异弹光效应，在腔内形成强声学谐振，并通过侧耦合光子晶体将入射光波导入晶体腔产生光学谐振，实现声波与光波的协同增强相互作用。相比传统基于悬浮结构的声光调制器，本项目所提出的非悬浮亚波长声学波导设计简化了器件制备工艺，避免了大面积释放工艺带来的难题，提升了器件一致性、机械稳定性及制造良率。与此同时，通过合理设计叉指换能器参数（指宽、周期、对数等）、声光子晶体腔参数（孔洞尺寸、缺陷区与镜面区布局等）及侧耦合光子晶体结构，使得本器件可在300MHz至8 GHz范围内有效激发并利用类瑞丽波与类勒夫波模式，且光学谐振波长可灵活覆盖1450nm至1600nm波段，兼顾光、电、声三者的调制与传输特性。本技术方案突破了传统器件在声光耦合效率、带宽与功耗方面的限制，实现了在同一材料平台内的高效声波耦合与声学谐振模式激发。实验表明，该器件可在1.5GHz及1.55GHz频段分别激发瑞丽与勒夫模式，并与光学谐振模式有效匹配，展现出良好的调制深度与转换效率。该成果具有显著的应用前景，可广泛应用于光通信、射频信号处理、片上微波光子学、量子信息接口等领域，同时也为片上集成超高效声光调制器的开发提供了全新技术路径与设计范式。

05 推广应用前景

本项目提出的“亚波长声学波导增强的声光调制器”技术，突破了传统声光调制器在耦合效率、工作带宽、加工工艺等方面的技术瓶颈，显著提升了器件性能，特别适用于以下重点领域：光纤通信与光子集成电路，可作为新一代高速、低功耗光调制器，应用于数据中心互连、光纤到户（FTTH）、5G/6G基站前传、超高速光交换设备等关键环节，满足光通信系统对带宽、调制速率与稳定性的高要求；片上微波光子学与信号处理，适用于毫米波、太赫兹波段的片上信号发生、滤波、变频、频谱分析等器件，可广泛应用于无线通信、光子雷达、航空航天电子对抗系统等高端领域；量子信息处理与微波-光波接口，利用高效声光耦合特性，具备作为量子微波-光波接口（microwave-to-optical converter）的潜力，有助于构建超导量子计，与光纤量子通信系统的互联；激光雷达与光学传感适合应用于车载激光雷达、精密位移传感器、光学陀螺仪等对体积、功耗、带宽敏感的领域，提升设备综合性能。

06 知识产权

07 联系方式

联系单位：宁夏大学科技园发展有限公司

联系人：苏老师

联系电话：13619588910

联系地址：宁夏银川市金凤区黄河东路656号宁夏大学国家大学科技园5楼504