微波光子器件研究頻獲突破 石墨烯在微波光子學中崛起

【中國化工儀器網 技術前沿】近日，研究團隊揭示了新材料光學響應的增強機理與特性規律，首次實驗發現了石墨烯等二維材料具有微波與光波類似的可飽和吸收特性，可用於實現更高帶寬的調製器，相關成果被國外媒體報道並被認為是「石墨烯在微波光子學中崛起」。

國家973計劃項目「面向寬頻泛在接入的微波光子器件與集成系統基礎研究」重點針對微波光子相互作用下的高帶寬轉換機理、高精細調控方法、高靈活協同機制等3個科學問題，在微波光子作用機理、關鍵器件與原型系統方面取得了重要突破，為未來發展提供了相應的理論與技術支撐。

在「高帶寬」方面，研究團隊揭示了新材料光學響應的增強機理與特性規律，首次實驗發現了石墨烯等二維材料具有微波與光波類似的可飽和吸收特性，可用於實現更高帶寬的調製器，相關成果被國外媒體報道並被認為是「石墨烯在微波光子學中崛起」、「可能改變微波通信的未來」;發明了倒梯形波導結構，攻克了高帶寬、窄線寬、可調諧、高穩頻等關鍵技術，研製成功了國際領先的30GHz模擬直調半導體激光器。在「高精細」方面，研究團隊研製了精度2.2MHz、範圍 112GHz的微波處理光子集成晶元，性能指標領先;實現了光域微波超寬頻精細調控和大動態超寬頻穩相微波光傳輸。在「高靈活」方面，面對寬頻泛在接入的共性問題，研究團隊首次提出了基於軟體定義的微波光波資源統一調度與功能虛擬化的C-RoFlex模型;研製了覆蓋L/S/Ku/Ka且子信道帶寬 15-120MHz靈活可變的微波光子柔性衛星轉發器樣機;構建了分布式大動態可協同的智能光載無線(I-ROF)原型系統與研究平台。

該項目所取得的「寬頻集成、穩相傳輸、多頻重構」等創新成果在嫦娥三號X波段信標信號採集、北斗導航高軌衛星的軌道監測和微波光子柔性衛星轉發器等國家重大工程中得到驗證和技術應用。