光子太赫兹通信技术研究进展(特邀)

具有高载波频率与可用大带宽的太赫兹频带(频率范围0.1~10 THz)已成为满足未来6G移动通信网络所需的100 Gbit/s甚至1 Tbit/s超高数据速率的候选频段。与完全使用电子器件生成太赫兹信号的全电方式相比,光子辅助技术可以突破电子器件带宽限制的瓶颈,生成高频率、大带宽、频率灵活可调,并易与大容量光纤链路集成的太赫兹信号。基于光子学辅助技术与各种先进器件及数字信号处理算法,在宽带太赫兹通信和感知的多个领域取得了重大成果:在大容量太赫兹传输领域,综合应用多维复用技术,实现了最大容量6.4 Tbit/s的光子太赫兹信号传输;在远距离太赫兹传输领域,设计了高增益太赫兹天线模块,实现了长达400 m的335 GHz太赫兹无线传输距离;在实时太赫兹通信领域,基于商用数字相干光学模块实现了创纪录的100、2×100 GbE太赫兹实时通信系统;在太赫兹通信与感知一体化领域,分别基于时分复用与频分复用方案生成了通信与感知一体化信号,同时实现了太赫兹频段的大容量通信与高精度感知功能;在太赫兹有线传输领域,基于镀银金属空芯光纤,实现了300 GHz频段太赫兹信号的1 m有线传输,系统净容量超过140 Gbit/s。本文分别对以上系统的实验装置进行了详细的介绍,并对实验结果进行了讨论。