近日，荷蘭特文特大學(xué)（University of Twente）的研究人員與香港城市大學(xué)（City University of Hong Kong）合作，在光子學(xué)領(lǐng)域的重要材料薄膜鈮酸鋰（TFLN）平臺上設(shè)計(jì)出一種前沿的可編程光子芯片，為下一代高性能雷達(dá)和通信應(yīng)用鋪平了道路，相關(guān)研究發(fā)表在期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上。

薄膜鈮酸鋰（TFLN）正在改變光學(xué)芯片的工作方式，使其更小、更快且更高效。其獨(dú)特的光電相互作用特性使得電光調(diào)制器和信號處理器等關(guān)鍵組件能夠無縫集成到單一芯片上，從而使光學(xué)設(shè)備實(shí)現(xiàn)前所未有的緊湊性、效率和性能。

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特文特大學(xué)的研究人員與香港城市大學(xué)緊密合作，設(shè)計(jì)出一種基于TFLN的集成光子芯片，并在香港城市大學(xué)完成制造。與此同時(shí)，這些芯片也在特文特大學(xué)的MESA+納米實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行本地制造。

非線性納米光子學(xué)小組的主席David Marpaung教授表示：“作為國家發(fā)展基金項(xiàng)目PhotonDelta的一部分，我們團(tuán)隊(duì)目前正在生產(chǎn)這些集成光子電路。”

可編程光子芯片

這項(xiàng)研究的關(guān)鍵突破在于芯片的可編程性。通過將TFLN調(diào)制器與可編程組件網(wǎng)絡(luò)集成，研究人員開發(fā)出一種能夠處理射頻和光信號的靈活芯片。與功能固定的傳統(tǒng)光子電路不同，該芯片可以動(dòng)態(tài)重新配置，以執(zhí)行各種信號處理任務(wù)，類似于電子芯片。

David研究小組的博士生Chuangchuang Wei表示：“這一進(jìn)展使我們更接近高性能通信和雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。”這些芯片的成功集成、可編程性以及大規(guī)模制造的潛力，凸顯了TFLN在未來光子技術(shù)中的關(guān)鍵作用。

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基于 TFLN 的多功能高性能集成微波光子電路

保護(hù)通信免受干擾

干擾設(shè)備通過用干擾信號淹沒網(wǎng)絡(luò)來破壞無線通信。該芯片的新型處理技術(shù)之一是抗干擾功能，它能在保留微弱信息信號的同時(shí)，拒絕強(qiáng)干擾信號。與傳統(tǒng)濾波器不同，它不受頻譜分辨率的限制，即能夠分離頻率非常接近的信號。這使得它能夠有效對抗頻率接近通信信號的干擾信號。對于雷達(dá)和6G網(wǎng)絡(luò)來說，這種能力至關(guān)重要，因?yàn)閭鹘y(tǒng)濾波器往往難以應(yīng)對密集的干擾。

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