版主信息与通信 2024-08-24

北京大学电子学院王兴军教授、舒浩文研究员团队荣获Photonics Research 期刊最佳主编奖

近日，在第十五届国际信息光学与光子学学术会议（CIOP2024）上，Photonics Research 2023年度主编推荐奖重磅发布。期刊主编美国圣路易斯华盛顿大学Lan Yang教授，副主编澳大利亚国立大学Yuri Kivshar教授、中国科学技术大学陈宇翱教授综合考虑稿件的创新性、科学性等，从2023年度出版的250篇论文中遴选出2篇获奖论文，北京大学王兴军教授、舒浩文研究员团队于Photonics Research 2023年第5期发表题为“Highly reconfigurable silicon integrated microwave photonic filter towards next-generation wireless communication”的研究论文成功获选。该论文提出一种基于硅光集成技术的多功能、新型微波滤波器芯片，同时满足了系统对于极高可重构性和控制复杂度降低的需求，为下一代无线通信提供了更广泛的频率操作范围和更多样的滤波功能。

副主编Yuri Kivshar（左）为作者代表北京大学王兴军教授（右）颁奖

微波光子滤波器因其宽频率范围可调和多功能滤波特性，受到学术界和产业界的广泛关注。新兴的光子集成技术还能有效克服尺寸、可靠性和成本方面的障碍。因此，作为射频前端的关键组成部分，集成微波光子滤波器芯片能有效解决上述问题，成为通向下一代无线通信领域最具潜力的技术路径之一。王兴军教授、舒浩文研究员团队研制的硅基芯片架构可以分为四个部分：相位调制器作为射频信号的输入，将电信号调制到光域；双环可以作为一个开关来整形调制格式，调控相位调制信号的下边带，实现带通和带阻功能切换；可调微环是处理信号的核心单元，耦合区由非对称马赫曾德尔干涉仪组成，可实现微环Q值的变化，同时结合双环，可以进一步实现通带可调和阻带抑制可调的功能；光电探测器作为射频信号的输出端，从光信号中恢复出射频信号。实验测试证明，该滤波器工作性能卓越，调谐范围高达30 GHz，3-dB通带带宽可在~200 MHz至~2 GHz之间调整，最大阻带抑制比可达61dB。团队进一步演示了该集成芯片在不同无线高速通信场景中的应用。在镜像干扰抑制实验中，接收信号的误差向量幅度(EVM)由原来的64.43%降至24.48%，证明了该硅基芯片的滤波性能。

(i)微波光子滤波器芯片应用于无线通信场景的概念图。(ii)滤波器架构与工作原理。(iii)模拟无线场景实验。

Photonics Research主编Lan Yang对该论文进行了点评：“由北京大学王兴军教授、舒浩文研究员领导的包括多个研究机构的跨学科团队开发了一种高度可重构的硅集成微波光子滤波器，这揭示了集成光子技术对下一代无线通信的重要性。该工作旨在解决无线通信领域快速发展中面临的关键挑战，特别是对更紧凑、高效、多功能系统的需求。将所有核心组件集成到单一芯片上，大大减小了系统的体积和功耗，为更具可扩展性和成本效益的解决方案的提出铺平了道路。该滤波器能够实现扩展到毫米波频段的宽频率调谐范围（达到30 GHz），同时具备高光谱分辨率和大抑制比，使其能够适应从先进无线通信系统和雷达技术到认知无线电、卫星通信以及下一代传感和成像系统等各种应用。这项工作不仅推动了集成光子学的技术进步，还为未来高速灵活的通信网络的发展奠定了基础，从而帮助我们应对日益互联的世界对更快、更可靠、更具适应性的通信系统不断增长的需求。”