西南交通大學(xué)信息光子與通信研究團(tuán)隊(duì)(潘煒、閆連山、鄒喜華等)在微波光子芯片和應(yīng)用領(lǐng)域取得重要進(jìn)展：研發(fā)出通用微波光子集成芯片，加速集成微波光子從實(shí)驗(yàn)室走向日常應(yīng)用，照亮了集成微波光子大規(guī)模運(yùn)用前景。

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圖1. 通用集成微波光子芯片及其封裝模塊

該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的通用微波光子集成芯片(圖1)：?jiǎn)纹啥鄠€(gè)可調(diào)調(diào)諧的激光器、調(diào)制器和耦合器，實(shí)現(xiàn)微波光子鏈路結(jié)構(gòu)和信號(hào)流向的重構(gòu)。該芯片的強(qiáng)大之處在于能夠靈活配置，跨越微波信號(hào)產(chǎn)生、傳輸和處理三大核心領(lǐng)域?qū)嵤┒囗?xiàng)功能，包括遠(yuǎn)端信號(hào)產(chǎn)生、模擬強(qiáng)度調(diào)制微波光子傳輸鏈路、相位調(diào)制的微波光子傳輸鏈路、可調(diào)諧帶通濾波器、可調(diào)諧帶阻濾波器、微波瞬時(shí)頻率測(cè)量、微波脈沖重復(fù)頻率測(cè)量。

針對(duì)微波光子學(xué)的重大需求，國(guó)內(nèi)外研究人員先前研發(fā)了一系列重要集成微波光子芯片；但這些芯片基本都在溫和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下或離線(xiàn)狀態(tài)下完成性能測(cè)試和功能驗(yàn)證，從實(shí)驗(yàn)室走向日常應(yīng)用的最后一步(last-mile gap)面臨著巨大挑戰(zhàn)，包括嚴(yán)酷環(huán)境因素、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、深入的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等。

圖2. 集成微波光子芯片在成渝高鐵的現(xiàn)場(chǎng)試用

該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的通用集成微波光子芯片直接面向、并直接應(yīng)用于承載室內(nèi)和室外場(chǎng)景的日常實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。如圖2所示，它直接部署在成都-重慶(成渝)高鐵線(xiàn)路(~300 km/h) 沿線(xiàn)，針對(duì)危及無(wú)線(xiàn)列控和調(diào)度系統(tǒng)的電磁干擾進(jìn)行實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程分布式、低成本的監(jiān)測(cè)。

并且，該芯片還被直接嵌入到4G/5G無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)和4K高清視頻接入系統(tǒng)，支撐日常實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如圖3所示。

圖3. 集成微波光子芯片在4G/5G無(wú)線(xiàn)通信、高清視頻等日常生活中的應(yīng)用

此項(xiàng)工作的意義在于直接推動(dòng)集成微波光子走出實(shí)驗(yàn)室，邁向通信、傳感、檢測(cè)等日常應(yīng)用。正如集成電路發(fā)展歷程，集成微波光子演進(jìn)和成熟將對(duì)生產(chǎn)、生活、社會(huì)等諸多方面產(chǎn)生巨大影響。

相關(guān)工作于2019年5月10日發(fā)表于Laser & Photonics Reviews，并得到荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)(Prof. Ton Koonen)、加拿大渥太華大學(xué)(Prof. Jianping Yao)等研究人員的大力支持。