群发资讯网

170GHz光调制器:中国首次打开超高速光传输“心脏”

01从“火柴盒”到“信号心脏” 国家信息光电子创新中心发布的全球首款170GHz光调制器,体积仅火柴盒大小,却承担着把电信号“翻译”成光信号的重任。它被誉为 光通信的“信号转换心脏”,此次亮相意味着我国在超高速光传输核心器件上迈出关键一步。

02材料基石:把“光学硅”做成薄膜 ◆ 铌酸锂——传统块状的“瘦身”之路 传统铌酸锂体积大、难集成,无法满足超高频需求。团队将其 薄膜化至数百纳米厚,再键合到绝缘衬底,既保留高电光系数、宽透明窗口、低光学损耗等优势,又实现芯片级小型化与集成化,为后续设计仿真与工艺控制奠定材料基础。 03设计仿真:向极限推演的“数字预演” ◆ 有限元+时域差分:先算后做 在110–220GHz频段内,团队用 有限元法(FEM)与时域有限差分法(FDTD)对微波传输、光场分布、电光相互作用进行联合仿真,把“无人区”一步步推到极限。优化后的慢波电极结构让电光速度匹配更平坦,实测3dB带宽 超过220GHz,外推可达约260GHz,插入损耗仅0.6dB。

仿真还指导波导尺寸与电极间距的精细调整,确保电信号与光信号“同步”传播, 把带宽边界推向更高频段并降低损耗。 04工艺精进:纳米级误差的“零容忍” ◆ 亚微米定位+倒装键合双保险 超高频信号对工艺误差极度敏感,团队用两项关键工艺把误差压到最低: 自研“零偏差”工装夹具,定位精度达到亚微米级,避免封装引入信号干扰与损耗;

采用倒装键合替代传统引线键合,高频链路阻抗精准匹配,回波损耗稳定低于-10dB(仅约10%入射信号被反射)。 换句话说,信号在“中转”时极少“折返跑”, 90%的有效功率被高效利用,实现稳定低损耗运行。 05产业前景:填补空白,支撑未来6G 这款调制器的突破不仅填补国内超高速调制器空白,还可应用于: 光波元件分析仪等高端测试设备;

微波光子、太赫兹通信;

未来6G网络;

超高速信息基础设施建设。 中国首次打开超高速光传输“心脏”,下一步,更多“光速”想象将被写入现实。