【LUMOS program】DARPA通过芯片级激光器开发点亮集成光子技术

六十年前首次展示的激光，已经成为当今世界的一项重要技术，它改变了通信、传感、制造和医学等不同领域。最近，集成光子学的创新使得关键光学元件的小型化成为可能，并且能够在单个硅芯片上排列多个元件。当与激光器相结合时，这些光子集成电路（PIC）有可能用芯片级解决方案取代大型和昂贵的光学系统。然而，由于组成它们的材料的特性不同，激光器和PIC很难结合到同一个平台上，这限制了集成的好处，并阻止了广泛的技术影响。

为了应对这一挑战，美国国防高级研究计划局（DARPA）开发了“通用微尺度光学系统激光器”(LUMOS)项目，旨在将高性能激光器引入先进的光子学平台。正如最近的项目启动会议所强调的那样，LUMOS将通过指导三个不同的技术领域的工作来解决多个商业和国防应用。

LUMOS的第一个技术领域将高性能激光器和光放大器带入美国国内先进的光电子制造代工厂。该领域有两个研究团队入选：塔式半导体公司和纽约州立理工学院。这两个研究团队将致力于在其光电子工艺中展示灵活、高效的片上光学增益，以实现用于通信、计算和传感的下一代光学微系统。LUMOS技术将通过DARPA赞助的多项目晶圆生产计划提供给未来的设计团队。

LUMOS的第二个技术领域寻求在微波应用的快速光子学平台上开发高功率激光器和放大器。研究团队包括超低损耗技术公司、Quintessent、哈佛大学和桑迪亚国家实验室。

LUMOS的第三个技术领域为可见光谱应用创造了精确的激光器和集成光子电路，其雄心勃勃的目标是在一个前所未有的光谱范围内实现“按设计设计波长”。入选的研究团队包括Nexus Photonics、耶鲁大学、加州理工学院、桑迪亚国家实验室和科罗拉多大学博尔德分校。这些团队将在整个项目中寻求开发许多具有挑战性的波长的激光器，以实现用于导航的紧凑型原子传感器、精确的定时解决方案和新兴的量子信息硬件。

对此，DARPA微系统技术办公室（MTO）负责LUMOS的项目经理戈登·基勒（Gordon Keeler）表示：“LUMOS是DARPA电子复兴计划(ERI)第三阶段的一部分——这是一项为期5年、投资高达15亿美元的美国国内、美国政府和国防电子系统的未来计划。作为ERI的计划，LUMOS旨在创造独特的、差异化的国内制造能力，通过增强现有代工厂的能力，并通过项目研究团队创建的与国防部相关的示范系统，国防部可以获得这些能力。”

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