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发表于 2026-2-25 08:58:26
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创三项世界纪录,王兴军团队集成光子赋能光纤/无线通信(6G)取得新突破
2026年2月18日,研究论文《集成光子学赋能超宽带光纤-无线通信》(“Integrated photonics enabling ultra-wideband fibre–wireless communication”)在线发表于国际顶尖学术期刊《自然》(Nature)。北京大学电子学院王兴军教授-舒浩文研究员团队与鹏城实验室余少华院士团队、上海科技大学陈佰乐副教授课题组、国家信息光电子创新中心肖希总经理团队等合作,在下一代无线通信(6G)及光通信领域取得突破性进展,在国际上首次提出了集成“光纤-无线融合通信”概念,率先实现了光纤和无线通信系统间的跨网络无缝融合。通过自研的超宽带光电融合集成芯片和AI赋能的先进均衡算法,该研究所研发的系统在电信通讯的所有主要场景中(包括光纤、无线及其混合链路)均能支持创世界纪录的数据传输速率,实现“一套系统、跨场景复用”。
研究团队采用集成光学方案,实现了250GHz以上超大带宽的光电/电光转换器件,薄膜铌酸锂调制器(TFLNMZM)和磷化铟探测器(InP UTC-PD)带宽均创纪录。基于上述器件,研究团队实现了光纤-无线一体化融合系统演示,光纤通信实现破纪录的单通道256Gbaud(512Gbps)信号传输,太赫兹无线通信实现破纪录的单通道400Gbps信号传输,并完成了86路8K高清实时视频的无线传输演示。这一里程碑式的突破有望重塑电信通讯系统架构,为未来全光互联的愿景奠定研究基础,推动我国在该领域实现跨越式发展。
《自然》期刊三位审稿人均对文章给予高度评价,认为实验“艰巨而卓越并刷新多项世界纪录”(“heroic and record-setting”“Multiple world records have been achieved in this work),并指出“该研究对融合光学/太赫兹通信系统的进步作出了重要贡献”(it makes a significant contribution to the advancement of converged optical/THz communication systems)。
该成果的所有关键技术和制备均基于全国产集成光学工艺平台,无需传统微电子先进制程工艺,助力我国在半导体芯片领域实现换道超车。研究团队期待这项研究成果能成为下一代电信通信技术革命的技术引擎,带动整个产业生态的协同创新与突破发展,实现我国在信息通信领域从跟跑、并跑到领跑的跨越式发展。
未来,研究团队将继续着力提升系统集成度,彻底消除分立器件,探索基于薄膜铌酸锂平台的完全单片集成,最终实现从激光器到天线的全功能微型化收发模组。研究团队也正在把该成果扩展到太赫兹雷达、超宽带实时测频、太赫兹光谱学和成像等领域,为相关应用提供一种紧凑且经济的太赫兹生成、调制和检测方案。
北京大学深圳研究生院、鹏城实验室与北京大学电子学院联合培养博士研究生张云皓,舒浩文,北京大学电子学院博士研究生郭艺君,国家信息光电子创新中心高级工程师周佩奇(北京大学2022届博士毕业生),上海科技大学信息科学与技术学院博士研究生王鲁玉为本论文共同第一作者。王兴军、余少华、陈佰乐和舒浩文为本论文共同通讯作者。主要合作者还包括鹏城实验室王磊研究员、贺志学研究员及许兆鹏助理研究员,国家信息光电子创新中心总经理肖希,香港科技大学(广州)童业煜助理教授及博士研究生鲁凯航,北京信息科技大学秦军副教授及硕士研究生孙瑜,北京大学电子学院博士研究生蔡健洋、姚力远、杨林山及韩昌灏(2023届博士毕业生),上海科技大学信息科学与技术学院博士研究生李林泽、龙天宇及张周泽。该研究得到了科技部国家重点研发计划青年科学家项目,国家自然科学基金重点项目、重大科研仪器研制项目、青年科学基金项目(B类、C类)以及鹏城实验室重大攻关等项目的资助。
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