哈工大(深圳)科研成果光子晶片入選2019年度中國光學十大進展

模分復用集成光路和其高速信號傳輸性能

基於「二維碼」結構的片上彎曲波導和交叉器件

見圳客戶端·深圳新聞網2020年3月20日訊（見圳客戶端、深圳新聞網記者 金洪竹 通訊員 劉英傑）3月20日，中國雷射雜誌社公布「2019年度中國光學十大進展」，量子秘鑰分發、光子晶片、智能雷射器、全色雷射顯示等20項重大光學獲得殊榮（基礎研究類與應用研究類各10項）。其中，哈工大（深圳）徐科、宋清海課題組牽頭完成的「可密集集成和任意路由的模分復用光子晶片」成功入選應用研究類十大進展。

據悉，該成果於2019年7月以「可密集集成和任意路由的模分復用光子晶片」為題發表在《自然·通訊》上，通過對波導有效折射率的精細調控，實現了片上模分復用關鍵器件的小型化，並完成了三模式復用的高速信號3×112Gbit／s在片上的任意傳輸和互連，為片上多模光學系統的大規模集成解決了模間串擾和損耗問題。

大數據業務迅速發展帶來急劇增長的網絡流量，光晶片以能耗更低、速度更快成為數據處理核心器件的最佳選擇，但仍面臨模間串擾、損耗等眾多挑戰。為解決這一問題，研究團隊基於一種「二維碼」光子結構和優化算法，通過對波導有效折射率的精準調控設計並製備了片上模分復用的關鍵功能性器件。器件能同時支持TE0， TE1和TE2模式，與標準矽光流片工藝完全兼容，尺寸僅為數微米，比傳統器件縮小了一個數量級。基於這一系列新型器件，可實現三模式復用的高速信號3×112Gbit／s並行傳輸，傳輸波導可以在任意彎曲、交叉的情況下，保持高效率、低串擾的信號傳輸。

該項研究不僅通過一系列新型功能性器件實現了任意互連的模分復用光子迴路，還為片上多模光學系統的大規模集成打下了重要基礎。