瑞士洛桑联邦理工学院与IBM欧洲研究院联合研发团队在新一期《自然》杂志发表论文称，他们研制出一款基于光子芯片的行波参量放大器，这款创新设备通过紧凑结构实现了超带宽信号放大，为现代通信网络带来了革命性突破。

　　现代通信网络依赖光信号传输海量数据，但这些光信号在长距离传输中需要经过放大才能不丢失信息。数十年来，掺铒光纤放大器作为最常用的工具，虽然无需频繁重新生成信号，能将信号传输至更远地点，但其工作带宽仅限于C波段（约35纳米），这大大限制了光网络的扩展能力。

　　新研制的这款放大器采用了磷化镓沉积在二氧化硅上的技术，磷化镓作为一种具有优异光学特性的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，成为了研究团队的首选。它不仅表现出强烈的光学非线性，使光波能以增强信号强度的方式相互作用，而且折射率高，可将光紧密限制在波导内，显著提高放大效率。基于这些特性，研究团队仅使用几厘米长的波导就实现了高增益，使放大器的体积大幅缩小，所有功能都集成在一个紧凑的芯片级设备中。

　　实验结果显示，这款芯片级放大器在约140纳米的带宽范围内实现了超过10分贝的净增益，是传统掺铒光纤放大器带宽的3倍。同时，该器件在保持较低噪声的同时，增益可达35分贝，并能处理输入功率范围跨越6个数量级的信号。这些特性使得这款放大器不仅适用于电信领域，还在精密传感等应用中展现出高度适应性。

　　此外，这款放大器还提升了光学频率梳和相干通信信号的性能，这两项技术是现代光网络和光子学的关键技术，对数据中心、人工智能处理器和高性能计算系统具有深远影响。同时，它的应用范围还扩展到数据传输之外，包括光学传感、计量学，甚至自动驾驶汽车中使用的激光雷达系统。

（文章来源：科技日报）