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微波光子集成芯片——加速集成微波光子从实验室走向日常应用

来源:中国激光2019-07-24我要评论(0)

西南交通大学信息光子与通信研究团队(潘炜、闫连山、邹喜华等)在微波光子芯片和应用领域取得重要进展:研发出通用微波光子集成芯

西南交通大学信息光子与通信研究团队(潘炜、闫连山、邹喜华等)在微波光子芯片和应用领域取得重要进展:研发出通用微波光子集成芯片,加速集成微波光子从实验室走向日常应用,照亮了集成微波光子大规模运用前景。

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图1. 通用集成微波光子芯片及其封装模块

该团队研发的通用微波光子集成芯片(图1):单片集成多个可调调谐的激光器、调制器和耦合器,实现微波光子链路结构和信号流向的重构。该芯片的强大之处在于能够灵活配置,跨越微波信号产生、传输和处理三大核心领域实施多项功能,包括远端信号产生、模拟强度调制微波光子传输链路、相位调制的微波光子传输链路、可调谐带通滤波器、可调谐带阻滤波器、微波瞬时频率测量、微波脉冲重复频率测量。

针对微波光子学的重大需求,国内外研究人员先前研发了一系列重要集成微波光子芯片;但这些芯片基本都在温和实验室环境下或离线状态下完成性能测试和功能验证,从实验室走向日常应用的最后一步(last-mile gap)面临着巨大挑战,包括严酷环境因素、长期稳定性、深入的产学研结合等。

图2. 集成微波光子芯片在成渝高铁的现场试用

该团队研发的通用集成微波光子芯片直接面向、并直接应用于承载室内和室外场景的日常实时业务。如图2所示,它直接部署在成都-重庆(成渝)高铁线路(~300 km/h) 沿线,针对危及无线列控和调度系统的电磁干扰进行实时、远程分布式、低成本的监测。

并且,该芯片还被直接嵌入到4G/5G无线通信系统和4K高清视频接入系统,支撑日常实时业务,如图3所示。

图3. 集成微波光子芯片在4G/5G无线通信、高清视频等日常生活中的应用

此项工作的意义在于直接推动集成微波光子走出实验室,迈向通信、传感、检测等日常应用。正如集成电路发展历程,集成微波光子演进和成熟将对生产、生活、社会等诸多方面产生巨大影响。

相关工作于2019年5月10日发表于Laser & Photonics Reviews,并得到荷兰埃因霍温理工大学(Prof. Ton Koonen)、加拿大渥太华大学(Prof. Jianping Yao)等研究人员的大力支持。

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