澳大利亚研究人员在光子学领域突破将为无线通信系统带来变革

悉尼大学澳大利亚纳米级科学和技术研究所的超高带宽光学系统设备（CUDOS）ARC中心研究人员在芯片级光学设备上以亚纳秒时间尺度实现了射频信号控制的突破，为无线通信带来变革。

悉尼大学CUDOS和物理学院博士候选人杨柳表示，此项研究可破除澳大利亚纳米科学与技术研究所（AINST）总部承担的全球无线网络面临的带宽瓶颈。

刘先生表示，"目前，有超过100亿移动设备连接到无线网络，所有这些设备都需要带宽和容量。通过在芯片上创建非常快速的可调延迟线，最终可为更多用户提供更广泛的带宽。快速控制RF信号的能力是我们日常生活和防务应用的关键性能。例如，为降低功耗并最大限度地提高未来移动通信的接收范围，RF信号需要实现从信息中心向不同蜂窝用户的定向和快速分配，而不是在各个方向扩展信号能量。"

现代通信和防务领域缺乏具有高调谐速度的射频技术，从而推动在紧凑型光学平台上开发解决方案的发展。

这些光学对应物通常受到片上加热器提供的毫秒级（1/1000秒）的低调谐速度带来的性能限制，同时带来制造复杂性和功耗的副作用。

刘表示，"为规避这些问题，我们开发了一种基于光学控制的简单技术，响应时间快于1纳秒：十亿分之一秒，比加热速度快100万倍数。"

CUDOS主任表示，该技术不仅对构建更有效探测敌方攻击的雷达是重要的，而且也将推动无线通信的变革。

他表示，"硅光子学是支撑这一进步的技术，目前正在迅速发展，正在寻求在数据中心的应用。我们预计这项工作的应用将在十年内发生，以便为无线频段问题提供解决方案。我们正在研究高度集成，并可用于小型移动设备的更先进硅器件。通过在光学上以千兆赫速度改变控制信号，可以以相同的速度放大和切换RF信号的时间延迟。"

研究人员在集成光子芯片上实现了这一点，为超快速和可重新配置的片上RF系统铺平了道路，在紧凑性、低功耗、低制造复杂性、灵活性方面具有无与伦比的优势，同时与现有射频功能兼容。（工业和信息化部电子第一研究所 宋文文）