将光线限制在3-D空间中

a）     三维螺旋波导。

b）     悬浮空气桥波导管；插图显示输入和输出耦合部分。

c）     30Gb/s NRZ。

d）     （d）56Gb/s PAM4三维印刷波导输出眼图。

除了这些新颖的器件，他们还展示了损耗极低的3-D波导耦合器，其光纤耦合损耗为1.6dB，超过60nm的带宽为3dB。这与当前的行业标准相反，当前的行业标准要求非常劳动密集型的包装，损耗约为1dB。研究团队证明，他们的损失很小，无需任何后处理或后加工包装。高分辨率制造还导致环形谐振器具有亚微米特征尺寸。

“人造光子器件是光子集成电路领域的一项创新进步。重要的是，我们还能够演示通过这些波导的无错30Gb/sNRZ和56Gb/sPAM4数据传输。这很重要，因为这些高速度测试格式和速率与当今的商用直接检测收发器产品中使用的格式一致。”SUTD光电器件和系统部门负责人谭副研究员解释说。

该团队设法从光子器件中得出了NRZ（误码率[BER] = 10^-12）的功率损耗仅为0.7dB，PAM4（BER = 10^-6）的功率损耗仅为1.5 dB。这些结果成功地证明了通过3-D预制波导的高速，无错误的光学传输。这也展示了该设备作为低损耗波导和光学互连的适用性。

“重要的是，这些波导的3D质量使我们超越了传统平面结构的局限。通过这种方式，可以获得更高密度的PIC。高分辨率，亚微米特征尺寸也很有希望，特别是以实现先进的功能，例如光谱滤波，谐振器结构和超表面”，SUTD论文的第一作者，博士后研究员高博士说。

SUTD的合著者Low Hong Yee补充说：“这项工作展示了增材制造在高分辨率下制造具有卓越的3-D设计的先进光子器件的潜力。”

将来，实现高分辨率3-D光子结构的能力可能会在光子学方面（包括先进的光信号处理，成像技术和光谱系统）在形式和功能上产生更大的进步。