110 GHz 异质集成调制器横跨光通信、D 波段无线与毫米波雷达，插损 1.0 dB

学术圈重大事件 · 发布 2026-08-20T17:40:00+08:00 · 更新 2026-08-20T17:48:58+08:00

核心结论

Nature Communications 报告用微转移印刷制造的薄膜钽酸锂—氮化硅异质 Mach–Zehnder 调制器，电光带宽超过 110 GHz、插入损耗 1.0 dB，在正交偏置下 72 小时功率漂移约 0.3 dB。器件实现超过 375 Gbps 光传输、D 波段 148 Gbps 无线传输，以及 1.2 cm 雷达距离分辨率。它展示跨域光子芯片潜力，但量产良率、封装和长期环境可靠性仍未由单器件演示解决。

Nature Communications 8 月 20 日发表一款薄膜钽酸锂—氮化硅异质集成电光调制器。调制器负责把电子信号映射到光载波，是光互连、太赫兹无线和光子雷达的共同入口；下一代系统要求更宽带、更低损耗，同时还要同激光器、探测器和波导等不同材料器件集成。单一材料平台往往难以同时满足高电光效率、低损耗与可扩展制造。

团队采用微转移印刷，把薄膜钽酸锂器件集成到氮化硅平台上，形成异质 Mach–Zehnder 调制器。摘要报告插入损耗为 1.0 dB，电光带宽超过 110 GHz；在正交偏置条件下连续 72 小时的功率漂移约 0.3 dB。微转移印刷的意义在于只把功能材料放到需要的位置，理论上可保留氮化硅低损耗互连，同时利用钽酸锂的电光响应。

研究用同一类调制器展示三种跨域应用：光通信数据速率超过 375 Gbps；D 波段全光太赫兹无线传输达到 148 Gbps，作者称为该波段纪录；W 波段雷达测距分辨率为 1.2 cm，实测误差低于 2 mm。指标组合说明器件不只在单一链路上追求峰值带宽，而是尝试作为光纤、无线和感知系统间的通用接口，对融合通信与雷达的网络尤其有吸引力。

不过，实验室演示尚未回答工程化的主要问题。110 GHz 带宽和单链路速率需结合驱动电压、误码率、调制格式与功耗比较；72 小时漂移测试也远短于通信设备寿命。微转移印刷在晶圆尺度的对准、良率、热管理、封装和多通道串扰将决定成本。后续应报告大批量器件分布、温度循环与振动可靠性、与电子驱动共同封装的能耗，以及多通道系统能否维持相同带宽和雷达精度。

来源： Nature Communications 原始论文（8 月 20 日）

信息来源

• Nature Communications 原始论文

可信度说明

来源为同行评议的 Nature Communications 原始论文，可核验 1.0 dB 插损、超过 110 GHz 带宽、72 小时漂移和三类系统演示。纪录速率与测距指标来自特定实验配置；驱动功耗、误码条件、批量良率、封装、多通道一致性和长期环境可靠性仍需独立工程验证。

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