![]()
原文發(fā)表于 《科技導報》2025年第17期科技新聞-前沿動態(tài)
用光做換擋器實現(xiàn)全頻無線高速穩(wěn)定
![]()
研究團隊制備的超寬帶光電融合芯片(圖片來源:作者團隊)
在走向6G的路上,一個現(xiàn)實難題一直懸著:未來網(wǎng)絡要同時用到微波—毫米波—亞太赫茲等跨度巨大的頻段,既要覆蓋偏遠地區(qū),又要在城市熱點提供超高速。但今天的做法往往是“一段頻譜一套硬件”——換段就得換前端,噪聲在高頻端還會層層放大,設備成本與復雜度水漲船高。更理想的方向,是同一塊芯片能跨整個頻譜自適應工作,像在“多車道高速”上隨時換道,哪里通暢就走哪里。
2025年8月27日,北京大學電子學院王興軍團隊與香港城市大學王騁團隊在
Nature給出一次系統(tǒng)性驗證:他們基于薄膜鈮酸鋰(TFLN)做出一枚光電融合芯片,把信號源、調(diào)制/解調(diào)、無線-光子轉(zhuǎn)換等關鍵環(huán)節(jié)集成在同片上,形成一套“全頻引擎”。這套引擎的射頻信號源可在0.5~115 GHz連續(xù)調(diào)諧;在9個相鄰頻段完成端到端無線通信演示,峰值單通道100 Gbps(在35 GHz與95 GHz處),而30 GHz以上各頻段普遍達到≥50 Gbps的速率一致性,并演示了實時自適應頻譜分配以避讓干擾、保持鏈路穩(wěn)定。
這為何能“全譜通吃”?關鍵在于用光子學替電路“扛帶寬”:TFLN器件靠Pockels效應(線性電光)實現(xiàn)低損耗、高帶寬的電—光互轉(zhuǎn);片上光電振蕩器提供可寬域調(diào)諧、低相位噪聲的本振/載波,避免了傳統(tǒng)倍頻鏈到高頻時噪聲級聯(lián)的老問題。相當于用光做“換擋器”,把不同頻段的無線信號“順滑地”裝載、轉(zhuǎn)換與收發(fā)。
同一顆芯片既能在低頻段提供覆蓋與穿透,也能在毫米波/亞太赫茲段給出超高速,適合固定無線接入、車路協(xié)同、應急通信等多場景,技術路線也被多家媒體解讀為有望縮小城鄉(xiāng)“數(shù)字鴻溝”。當然,從實驗臺到規(guī)模部署仍有工程檻:封裝與散熱、整機功耗、天線/射頻前端協(xié)同以及成本與可靠性等,都需要與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同打磨。
ITU-R(國際電信聯(lián)盟的無線電通信部門)于2023年通過了Recommendation ITU-R M.2160(也稱IMT-2030 Framework),明確6G(IMT-2030)總體目標、能力維度與使用場景。該工作把“同一硬件跨全頻段”從設想推到原型,對6G的低成本規(guī)模部署與彈性頻譜利用具有中高等級的基礎性推動,但真正規(guī)模化落地仍需對齊國際行業(yè)組織的能力評估。
( 綜合
Nature、北京大學官網(wǎng)、《中國日報》)
《科技導報》創(chuàng)刊于1980年,中國科協(xié)學術會刊,主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的研究成果、權威性的科學評論、引領性的高端綜述,發(fā)表促進經(jīng)濟社會發(fā)展、完善科技管理、優(yōu)化科研環(huán)境、培育科學文化、促進科技創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、專稿專題、綜述、論文、政策建議、科技人文等。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.