3月20日，fun88官网平台雜誌社公布了“2019年度中國光學十大進展”，量子秘鑰分發、光子芯片、智能激光器、全色激光顯示等20項重大光學科技成果入選（基礎研究類與(yu) 應用研究類各10項）。其中，哈工大（深圳）徐科、宋清海課題組牽頭完成的“可密集集成和任意路由的模分複用光子芯片”入選應用研究類十大進展。這是一項前瞻性的研究，主要解決(jue) 了光電子芯片的數據容量和芯片尺寸問題，為(wei) 未來的數字技術發展奠定了基礎。

基於(yu) “二維碼”結構的片上彎曲波導和交叉器件

“可密集集成和任意路由的模分複用光子芯片”成果發表在《自然·通訊》上。哈工大（深圳）博士研究生劉英傑為(wei) 論文第一作者，徐科副教授、宋清海教授、姚勇教授和上海交大杜江兵副研究員為(wei) 共同通訊作者，哈工大（深圳）為(wei) 第一單位和通訊單位。

徐科副教授介紹，光電子芯片是高速通信係統的關(guan) 鍵收發器件，在數據中心、5G、超級計算機等領域有重要應用。

基於(yu) “二維碼”結構的片上彎曲波導和交叉器件

為(wei) 什麽(me) 光電子芯片會(hui) 被“委以重任”？徐科解釋道：“現在大數據對網絡帶寬的需求非常高，而且持續快速增長，需要光通信網絡作為(wei) 支撐。光纖作為(wei) 傳(chuan) 輸介質容量很大，但是到了數據中心或者終端，轉換成電就遇到瓶頸了。光電子芯片一個(ge) 很重要的應用就是在這個(ge) 地方進行高速、大容量的光電轉換，將傳(chuan) 輸光纖中的光信號轉換成服務器、處理器能接收的電信號。”

光電子芯片是將多個(ge) 元器件高度集成的，具有尺寸小、功耗低的優(you) 點，但它同時也有“軟肋”——芯片上的多模光波導容易受到串擾和損耗的限製，很難做到緊湊、密集，從(cong) 而導致芯片的集成度不夠，數據通道數上不去，研究成果就是解決(jue) 了這個(ge) 問題。

課題組及科研合作團隊基於(yu) 一種“二維碼”光子結構和優(you) 化算法，通過對波導有效折射率的精準調控，設計並製備了片上基於(yu) 模分複用的關(guan) 鍵功能性器件。模分複用是一種麵向未來大通量並行信號處理與(yu) 傳(chuan) 輸的新技術，但一直受到串擾和損耗的困擾，導致芯片集成規模受限。研究人員通過“二維碼”新型光子結構和優(you) 化算法成功解決(jue) 了這一問題，實現了尺寸僅(jin) 為(wei) 數微米的關(guan) 鍵元件，比傳(chuan) 統器件縮小了一個(ge) 數量級，器件製作與(yu) 標準矽光流片工藝完全兼容。這一突破使得光電子芯片的布線密度和集成規模得到了顯著提升，支持更大的芯片帶寬。

“我們(men) 的工作就是要解決(jue) 模分複用芯片的布線過程中損耗高、串擾大導致芯片集成密度和規模受限的問題。解決(jue) 了該問題，更大規模集成的模分複用芯片就成為(wei) 可能了，也意味著芯片的數據容量可以得以顯著提升。”徐科說。

那麽(me) ，這項成果什麽(me) 時候才能影響到我們(men) 的生活呢？

“目前的技術手段已經基本可以很好地滿足日常的需求，暫時還不會(hui) 用到這一項技術。隻是一些特定的場合會(hui) 使用到這一技術，比如超級計算機或者一些特定的網絡節點對帶寬有非常高的需求，可能會(hui) 選擇模式和波長複用結合的方法。”

徐科介紹，“模分複用是學術界提出的一個(ge) 超前概念，目前商用產(chan) 品還沒有必要用到它。我們(men) 做的就是把難題提前解決(jue) 掉，使模分複用成為(wei) 一種可供選擇的技術手段，為(wei) 未來的科技發展掃清障礙。”

“我們(men) 的研究瞄準前沿，當前不一定會(hui) 用到，但是某一天需要的時候這個(ge) 技術一定要有。”徐科說，這就是科研工作者的眼光和擔當。