根特大学（Ghent University）imec研究单位的光子研究小组（Photonics Research Group）与IDlab、imec联合展示一款全集成、单芯片微波光子系统，将光信号与微波信号处理功能集成于单一硅芯片上。其研究成果已刊登于期刊《自然-通信》（Nature Communications）中。
根特大学imec光子研究小组教授Wim Bogaerts表示，此技术通过消除笨重的外部组件，为次世代无线通信与先进传感系统打开更精巧、成本效益更高的解决方案之路。
该芯片集成高速调制器、光学滤波器、光电侦测器及转印激光，成为一个精巧、自主且可程序化的高频信号处理解决方案。这项突破有望取代体积庞大且耗电的传统组件，使无线网络速度更快、微波传感成本更低，并部署于5G/6G、卫星通信及雷达系统等应用领域。
现代通信网络依赖高速光纤连接与无线射频（RF）传输，随着数据传输需求日益增加、频率不断攀升，新系统必须实现光通信与无线微波技术的集成，才能克服信号处理的复杂性、高传输损耗与高耗电问题。
其中，微波光子（Microwave photonics）技术正是解决方案之一，通过光学技术处理高频信号，具备较低损耗、更大带宽与更佳能源效率。然而，目前大多数微波光子系统仍依赖笨重的光纤架构，限制了可扩展性。将微波光子学集成到芯片上，则有望打造更省电、具扩展性的系统，但早期实验大多功能不全，或需依赖外部组件才能完成完整表现。
这次展示的硅光子引擎，可在单芯片上处理并转换光与微波信号，其关键创新在于结合可重组的调制器与可程序化的光学滤波器，实现高效率的微波信号调制与滤波，同时大幅降低信号损耗，因此可更灵活、高效地应对各种复杂信号处理任务。
该芯片构建于imec的标准iSiPP50G硅光子平台上，该平台具备低损耗波导、被动组件、高速调制器与侦测器，以及可调整光学响应的热光相位调制器。为了集成光源，研究人员通过开发的微转印技术（microtransfer-printing），在芯片上集成磷化铟（InP）光放大器，并结合芯片内的可调滤波电路，使该放大器可作为可调式激光光源，强化整体系统的灵活性。
（首图来源：Nature Communications）
