與電子設(shè)備相比，光子集成領(lǐng)域(將波導(dǎo)和器件作為集成系統(tǒng)制造到平坦晶片上的光子領(lǐng)域)相對(duì)較年輕。光子集成已經(jīng)集中在傳統(tǒng)上在硅芯片上制造的通信應(yīng)用上，因?yàn)檫@些應(yīng)用便宜且易于制造。

研究人員正在探索有前途的新型波導(dǎo)平臺(tái)，這些平臺(tái)可為在紫外線至紅外光譜范圍內(nèi)工作的應(yīng)用提供這些相同的優(yōu)勢(shì)。這些平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用，例如用于化學(xué)傳感，精密計(jì)量和計(jì)算的光譜學(xué)。

AIP Publishing的APL Photonics中的一篇論文提供了基于寬帶隙半導(dǎo)體的超寬帶光子波導(dǎo)平臺(tái)領(lǐng)域的觀點(diǎn)。這些波導(dǎo)和集成電路可以實(shí)現(xiàn)省電，緊湊的解決方案，并將超高性能系統(tǒng)的關(guān)鍵部分移至芯片級(jí)，而不是實(shí)驗(yàn)室中的大型臺(tái)式儀器。

到目前為止，在機(jī)架和桌面上都構(gòu)建了用于應(yīng)用程序的關(guān)鍵組件和子系統(tǒng)，例如原子鐘，量子通信和高分辨率光譜學(xué)。這是必須的，因?yàn)樗鼈冊(cè)诠璨▽?dǎo)無(wú)法訪問(wèn)的波長(zhǎng)下工作，這是由于其較低的帶隙和在UV到近IR中的其他吸收特性，這些特性降低了光功率處理能力等。

丹尼爾·布魯曼塔爾(Daniel J. Blumenthal)和他的團(tuán)隊(duì)在加利福尼亞州圣塔芭芭拉(Santa Barbara)研究了基于光波導(dǎo)集成平臺(tái)的光子集成平臺(tái)，該波導(dǎo)是由具有超低傳播損耗的寬帶隙半導(dǎo)體制成的。

Blumenthal說(shuō)：“現(xiàn)在，電信和LIDAR應(yīng)用已經(jīng)解決了硅市場(chǎng)，我們正在探索支持在硅波導(dǎo)無(wú)法訪問(wèn)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)令人興奮的各種新應(yīng)用的新材料。”“我們發(fā)現(xiàn)最有前途的波導(dǎo)平臺(tái)是氮化硅，鉭(五氧化二鉭)，氮化鋁和氧化鋁(氧化鋁)。”

每個(gè)平臺(tái)都有可能解決不同的應(yīng)用，例如用于可見(jiàn)到近紅外原子躍遷的氮化硅，用于拉曼光譜的五氧化二鉭或用于與量子計(jì)算的UV相互作用的氧化鋁。

諸如衛(wèi)星中的原子鐘和下一代大容量數(shù)據(jù)中心互連之類的應(yīng)用也可以受益于將超低線寬激光器之類的功能集成到輕巧，低功耗的芯片上。隨著數(shù)據(jù)中心容量的爆炸式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的光纖互連已達(dá)到其功率和空間限制，這是一個(gè)越來(lái)越受到關(guān)注的領(lǐng)域。

Blumenthal表示，下一代光子集成將需要從UV到IR擴(kuò)展的超寬帶光子電路平臺(tái)，并提供豐富的線性和非線性電路功能以及超低損耗和高功率處理能力。