由于其强大的电光系数和宽的透明窗口，铌酸锂(LN)已成为一种有吸引力的光子材料。薄膜铌酸锂(TFLN)技术实现了紧密模式限制和高非线性效率。

TFLN平台上已经实现了各种紧凑型集成光子器件，例如紧凑型高性能调制器、偏振管理器件和宽带频率梳源。然而，铌酸锂在实现光源和光电探测器方面固有的困难给TFLN集成光子平台带来了挑战。作为重要的光电器件，片上集成的高性能光电探测器对于TFLN光子集成芯片至关重要。

西南交通大学信息科学与技术学院光电集成与通信传感融合重点实验室谢晓军教授和严连山教授领导的研究团队在《光：先进制造》上发表了一篇新论文，报道了一种在TFLN平台上异构集成的高速、高响应度改进的单行载流子光电二极管。该器件在1,550nm波长处具有110GHz的3dB带宽和0.4A/W的响应度。

制造过程是通过LN波导和无源器件的干法蚀刻开始的。采用混合蚀刻方法形成器件台面。金属电镀和剥离后，芯片被切割和抛光。外延层结构、LN波导几何形状和CPW焊盘几何形状经过优化，以实现大带宽和高响应率。

为了进一步评估设备的性能，团队将这些设备应用到数据传输系统中，并成功检测到32Gbaud的高质量PAM4信号。事实证明，TFLN平台上的异构集成光电二极管具有在下一代高速传输系统中应用的潜力。

这项工作为实现大规模、多功能、高性能TFLN光子集成电路铺平了道路。此外，它还有望实现超高速光通信、高性能集成微波光子学和多功能集成量子光子学。