联合量子研究所科研团队成功开发出一种新型光子芯片，能够将单一颜色的激光被动转换为多种不同波长的光。这项研究成果于2025年11月6日发表于《科学》期刊，标志着集成光子学领域取得重要突破。

该光子芯片采用特殊的谐振器阵列设计，无需外部主动控制即可稳定产生二次、三次和四次谐波。研究团队对六个制造于同一晶圆的芯片进行测试，结果显示所有芯片均能将以190太赫兹输入的激光转换为红、绿、蓝三色光输出。论文第一作者马哈茂德·贾拉利·梅赫拉巴德表示："我们已经大幅度地缓解了这些对准问题，而且是以一种被动的方式。我们不需要加热器;我们也没有加热器。它们就能正常工作。"

这种创新设计通过双时间尺度谐振器结构，有效解决了集成光子学中长期存在的频率相位匹配难题。与传统方案相比，该芯片在较宽输入频率范围内保持稳定工作状态，且无需依赖精密制造工艺或主动补偿机制。JQI研究员穆罕默德·哈菲兹指出："将集成光子学用作片上光源的主要障碍之一是缺乏通用性和可重复性。我们的团队在克服这些限制方面迈出了重要一步。"

该技术为量子计算、精密测量等领域的集成光子学应用提供了新的解决方案。研究人员表示，这种被动式频率转换方法将推动光子芯片在计量学和光学计算等领域的实际应用。

更多信息： Mahmoud Jalali Mehrabad 等人，《用于高产率非线性光子学的多时间尺度频率相位匹配》，《科学》(2025)。