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Nature Communications 展示异质集成光子太赫兹发射机，150—200 GHz 链路达到 32—40 Gbit/s

顶级刊物论文速递 · 发布 2026-08-15T07:40:00+08:00 · 更新 2026-08-15T07:40:20+08:00

核心结论

Nature Communications 8 月 14 日论文把 InP 基单行载流子光电二极管异质键合到薄膜铌酸锂调制器芯片，集成器件达到 240 GHz 的 3 dB 带宽和 0.67 A/W 内部响应度。在亚太赫兹无线链路中，原型于 150 GHz 实现 40 Gbit/s、200 GHz 实现 32 Gbit/s，说明 III-V 与 TFLN 分工集成可缩小离散光学系统。结果仍是实验室原型，链路距离、总能效、封装和制造良率有待验证。

Nature Communications 8 月 14 日上线一款芯片级光子太赫兹发射机。太赫兹频段可为下一代高容量无线互连提供宽带资源，但现有光子方案常依赖分立调制器、光电探测器和耦合组件，系统体积、光耦合损耗与封装复杂度会抵消器件本身的带宽优势。把不同材料器件集成到同一平台时，又容易牺牲效率或频率响应。

薄膜铌酸锂与 InP 光电二极管异质集成太赫兹发射机结构图
论文图 1，用于展示异质集成光子太赫兹发射机结构与器件流程。（图源：论文作者，来源页：Nature Communications）

论文把 InP 基单行载流子光电二极管（UTC-PD）异质键合到薄膜铌酸锂（TFLN）调制器芯片上。TFLN 提供高速电光调制，III-V 族光电二极管负责高频太赫兹产生；这种分工避免要求单一材料同时完成两类功能。集成光电二极管达到 240 GHz 的 3 dB 带宽和 0.67 A/W 的内部响应度，为后续无线链路提供了器件基础。

在亚太赫兹无线实验中，发射机使用 NRZ 或 PAM4 调制，在 150 GHz 实现 40 Gbit/s，在 200 GHz 实现 32 Gbit/s。结果说明异质集成能够在缩小离散光学组件的同时保留高频响应，为数据中心机架间互连、芯片附近无线链路以及未来高频接入设备提供一种可扩展路线。对光子芯片生态而言，更直接的意义是把成熟 III-V 光探测器与快速发展的 TFLN 工艺连接起来，而不必等待统一材料平台成熟。

这些数字仍是实验链路中的器件与吞吐基准，不代表完整无线系统已具备商用覆盖、能效和可靠性。论文摘要未给出大规模制造良率、长期热稳定、封装损耗、链路距离及复杂环境抗扰动的全面数据；更高阶调制还会提高线性度和信噪比要求。后续应关注晶圆级键合、天线与驱动共封装、总功耗、误码率—距离曲线以及多通道扩展。页面标明稿件仍处于未编辑早期版本，正式文本可能修订。

信息来源

可信度说明

来源为 Nature Communications 同行评议论文的未编辑早期版本，可核验异质键合架构、240 GHz 带宽、0.67 A/W 内部响应度及两档无线速率。结果来自实验室原型，不等于系统级商用能力；链路距离、总能效、封装、制造良率和长期可靠性仍需补充验证。

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