本报讯 近日，光子学领域迎来里程碑式技术突破，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）科研团队成功实现高性能飞秒激光器的光子芯片集成，打造出首款性能对标传统台式设备的芯片级超快激光器，彻底打破了超快激光设备体积庞大、成本高昂、集成度低的行业瓶颈，为超快光子技术的规模化商用奠定核心基础。相关研究成果已正式刊发于国际顶级期刊《自然》，获得全球光子学领域高度关注。
飞秒激光作为超快光子技术的核心载体，具备超短脉冲、超高峰值功率、超高时间分辨率等独特优势，长期以来广泛应用于精密加工、量子通信、生物医疗检测、光学传感、超快光谱分析等前沿领域。但传统飞秒激光器依赖台式大型设备，激光腔体结构复杂、整机体积庞大、系统调试难度大、功耗成本居高不下，难以适配微型化、集成化、便携式的产业应用场景，一直是制约超快光子技术普及落地的核心难题。
本次研发的集成式飞秒激光光子芯片，实现了激光系统的极致微型化重构。科研团队创新采用先进的芯片级光路架构，将原本长达42厘米的传统激光腔体，高度集成压缩至毫米级芯片螺旋结构中，在极致缩小设备体积的同时，完美保留了高端台式飞秒激光器的核心性能指标。经实验测试，该集成光子芯片激光器可输出脉宽低至147飞秒、单脉冲能量高达1.05纳焦的高质量激光脉冲，脉冲稳定性、光束质量、响应速度等关键参数均达到传统台式设备水准，实现了“芯片尺寸、实验室级性能”的跨越式突破。
相较于传统设备，全新集成式飞秒激光光子芯片具备多重核心技术优势。在体积层面，实现了从台式设备到芯片级器件的跨越，空间占用大幅缩减；在成本层面，芯片化集成简化了光学系统结构，减少精密光学元器件使用，大幅降低设备制造、调试与维护成本；在性能层面，依托专属光路设计，有效抑制脉冲噪声，提升激光输出稳定性，适配高精度、高灵敏度的严苛应用场景；在拓展性层面，标准化芯片架构可与现有光子芯片系统无缝兼容，便于规模化集成与阵列化应用。
业内专家表示，飞秒激光器的光子芯片集成突破，打通了超快激光技术小型化、产业化的关键链路。该技术不仅能够赋能高端精密制造，助力微纳加工、超精细刻蚀工艺升级，提升精密器件加工精度与效率，还将推动量子通信、光学计算、超快传感、无创生物检测等前沿领域的技术革新。同时，为便携式超快检测设备、片上光学系统、小型化量子光源等新型器件研发提供了核心解决方案，极大拓展了超快光子技术的应用边界。
此次技术突破标志着超快光子领域正式迈入“芯片化时代”，有效破解了传统超快激光设备的应用痛点，为行业低成本、小型化、规模化发展开辟了全新路径。未来，随着技术的持续迭代与工艺优化，集成式飞秒激光光子芯片有望在人工智能算力硬件、新一代光通信、高端医疗设备、工业精密检测等领域实现大规模落地，成为推动光电产业、高端制造产业升级的核心驱动力。
