国产光电器件新突破 6G通信有线无线融合迈关键一步

当看到 2 月 19 日《自然》发表的我国超宽带光纤 — 太赫兹无线融合通信研究成果时，笔者深刻感受到国产核心光电器件的突破，正为通信产业的下一代发展撕开全新的技术口子。这场由上海科技大学陈佰乐教授团队、北京大学王兴军教授 - 舒浩文研究员团队、鹏城实验室余少华院士团队等联合完成的攻关，不仅打破了光纤与无线通信之间的带宽壁垒，更以世界领 先的器件性能，为6G 通信和太赫兹通信的产业化落地筑牢了硬件根基。

在万物互联的发展浪潮下，光纤通信的超大带宽与无线通信的灵活接入本应是互补的两大核心，但长期以来，二者的带宽资源存在严重不对称性，这一瓶颈直接制约着 6G 通信、远程医疗、大规模数据中心互联等高端场景的落地。对于仪器设备领域而言，这一问题的核心症结，在于缺乏能实现高速光电、电光转换的核心器件 —— 现有转换器件的带宽性能，无法匹配光纤通信的超高传输速率，也难以满足无线通信向太赫兹频段拓展的需求，成为有线无线融合的 “卡脖子” 环节。

此次研究的核心突破，正是瞄准了这一核心器件难题。团队基于薄膜铌酸锂（TFLN）调制器和单行载流子光电二极管（UTC-PD），研发出一套超宽带集成光子学方案，对两款核心转换器件进行了关键改良。经测试，改良后的 UTC-PD 与 TFLN 调制器，3-dB 带宽均超过 250 GHz，这一性能指标处于世界领 先水平，也为后续的高速传输奠定了坚实的器件基础。在仪器设备领域，核心器件的性能突破往往是技术革新的起点，这两款国产器件的突破，意味着我国在超宽带光电器件研发领域，已掌握了自主可控的核心技术。

依托极 致的器件性能，研究团队实现了一系列令人瞩目的传输成果：光纤传输端达成 512 Gbps 的单路超高数据速率，无线端则实现 400 Gbps 的太赫兹高速通信，成功打通了光纤与无线通信之间的 “带宽鸿沟”。更具实际应用价值的是，系统通过全光辅助的超宽带无线方案，在 138 至 223 GHz 的频谱范围内，实现了跨越 86 个通道的实时 8K 视频无缝传输，其接入带宽密度较传统 5G 协议提高了一个数量级。这一成果不仅验证了技术的可行性，更让行业看到了6G 通信高吞吐、低延迟的发展潜力，也为太赫兹通信的频谱资源开发提供了全新的技术路径。

从仪器设备产业发展的角度来看，此次研究的意义远不止于通信速率的提升。相关器件的加工测试依托上海科技大学材料器件中心及信息科学与技术学院电子学科平台完成，核心技术与制备工艺均基于全国产集成光学平台，绕开了对国外传统微电子先进制程的依赖，这意味着我国在超宽带光电器件领域，已形成从研发到加工测试的完整自主体系。这种自主化能力，对于仪器设备产业而言至关重要，不仅能降低产业发展的外部风险，更能推动相关器件的规模化量产，为后续通信网络的建设提供成本可控、性能稳定的硬件支撑。

此次我国科研团队在超宽带光纤 — 太赫兹无线融合通信领域的突破性进展，不仅实现了核心器件的性能突破，更完成了从器件研发到系统应用的全链条验证，为 6G 通信迈向有线 - 无线融合网络铺平了道路。