电子学院王兴军、舒浩文团队提出集成微波光子宽频段精密信号处理解决计划

  ICC讯 近来，北京大学电子学院王兴军、舒浩文团队提出集成微波光子宽频段精密信号处理解决计划，经过操控波导内空间方式的耦合联系来调控谐振峰劈裂的状况；当劈裂调控至消失时，谐振峰宽仅约30 MHz，一起维持着超百GHz的自在光谱规模，为高精度、超宽带的微波光子运用供给了强壮支撑。团队完结了根据硅基微环的跨L, S, C, X, Ku, K, Ka, U多频段的微波/毫米波的生成与处理，关于未来机载、卫星的跨频段无线日，相关研讨成果以《多模微环谐振器中的多功用光子分子开关》(“Versatile photonic molecule switch in multimode microresonators“”)为题，在线发表于Nature子刊《光：科学与运用》(Light: Science & Applications)。

  光子分子概念的提出是为了在光域上不闻不问原子之间构成分子键的进程。这种现象具有躲藏的光学性质，在量子光学、非线性光学等范畴具有极端严重的运用价值，如完结量子随机数发生器，或许用来调理微腔内的色散，以完结暗脉冲光学频率梳。但是，怎么故一种非常简易的方法来动态调整微腔之间的耦合一直是约束光子分子大规模的运用的症结所在，而且，怎么运用该现象去支撑更广范的运用场景也是研讨人需求考虑的关键问题。

  在该作业中，研讨团队提出“集成光子分子开关”概念，运用波导中不同空间方式所发生的谐振峰，完结劈裂（splitting）现象，并经过调整方式之间的耦合联系，有效地操控谐振峰的劈裂状况。详细的，研讨团队选用跑道型微环作为片上微腔的完结方式，在硅光（SOI）渠道上进行器材规划，并将硅波导的宽度扩展至2 μm，使其可以支撑更高阶的空间方式。比较运用大尺度欧拉曲折以完结缓变绝热近似的传统计划，研讨团队运用欧拉曲折+圆弧构建对称的180°曲折波导，并有意大幅缩小曲折尺度，以高效地在微腔内诱导高阶空间方式。一起学习旋转波近似法，对经典耦合模方程进行了批改，然后更有效地剖析该问题下的耦合规则，完结了切换光子分子在微腔内的物理状况，赋能多个不相同的范畴，完结革新性打破。

  研讨团队验证了在光子分子敞开状况下可完结谐振峰劈裂的灵敏调控，仅运用芯片上的热电极就可以完结两个方式耦合强度以及相位差的调谐，完结了劈裂不同维度的改变。而当光子分子处于封闭状况时，基模又能轻松完结在环内零串扰、低损耗传输，而且因为微环曲折波导的尺度极小，微环一起具有极大的FSR和极高的Q值，研讨团队验证了该微环作为微波光子链路中的核心部件，可以在超宽频谱内供给极端精密的滤波功用。根据该微环的微波光子滤波器可以在L, S, C band至U band规模内完结高达58 GHz的接连调谐才能，其3 dB滤波线 MHz。团队还凭借该微环成功完结了光电振荡器（OEO）的试验验证，完结了中心频率从sub-6G到50 GHz的可调谐微波源。这种滤波器和OEO代表了现在国际上根据硅基集成器材所完结的最宽频段和最精密纵模滤波的水平。

  该论文的榜首作者为北京大学电子学院博士生陶子涵，王兴军教授、舒浩文研讨员为该论文的通讯信作者。首要合作者还包含电子学院彭超教授，集成电路学院何燕冬研讨员，电子学院博士生沈碧涛、黎文灿、吴一晨及毕业生陶源盛，工学院硕士生邢露文，集成电路学院博士生王皓玉，北京大学长三角光电科学研讨院助理研讨员周?。该作业由北京大学电子学院区域光纤通信网与新式光通信体系国家重点试验室作为榜首单位完结。

  文章标题:电子学院王兴军、舒浩文团队提出集成微波光子宽频段精密信号处理解决计划