中國報告大廳網訊，隨著全球數位化進程加速，光子晶片憑藉其高速、低能耗和高集成度的優勢，正成為下一代信息基礎設施的核心驅動力。據行業預測，到2025年，光子晶片市場規模將達35億美元，其中高性能信號處理模塊的需求增長最為顯著。這一背景下，一項突破性技術的誕生為光通信領域注入了新的活力——研究人員開發出一款基於光子晶片的行波參量放大器，在性能與能效上實現了跨越式提升。

  一、光子晶片革新：解決傳統放大器帶寬限制難題

  現代通信網絡依賴光信號傳輸海量數據，但長距離傳輸中必須通過放大器維持信號強度。儘管摻鉺光纖放大器（EDFA）已廣泛應用數十年，其僅能覆蓋約35納米的C波段帶寬，嚴重製約了光網絡擴展能力。例如，在數據中心和高速通信場景下，傳統技術難以滿足多頻段信號同時傳輸的需求。

  新研發的光子晶片放大器通過創新設計打破了這一瓶頸。實驗數據顯示，該設備在140納米的超寬帶寬內實現了超過10分貝的淨增益，是EDFA帶寬的3倍。這種性能躍升意味著未來光網絡可承載更複雜的多波長信號，顯著提升數據傳輸效率與容量。

  二、光子晶片材料突破：磷化鎵實現高效能集成

  傳統放大器依賴稀土元素增強信號，但其體積龐大且功能單一。新型光子晶片採用磷化鎵沉積在二氧化矽基板的技術路徑，依託該材料的兩大核心特性——強光學非線性與高折射率——實現了性能突破：

  強相互作用：磷化鎵的光學非線性使光波通過時能以增強信號強度的方式高效交互；

  緊湊集成：其高折射率可將光限制在幾厘米長的微米級波導內，大幅縮小器件體積。

  這一設計不僅將增益提升至35分貝，還支持輸入功率範圍跨越6個數量級的信號處理，同時保持低噪聲水平，為晶片化、小型化的光子系統提供了關鍵支撐。

  三、光子晶片應用拓展：從通信到傳感的多領域賦能

  新放大器的技術優勢已超越傳統電信場景，在更廣泛的應用中展現潛力：

  通信網絡升級：在相干通信與光學頻率梳技術的支持下，數據中心和人工智慧處理器可實現更快的數據傳輸；

  精密測量突破：低噪聲特性使其成為高靈敏度傳感、計量學的理想選擇；

  新興領域應用：自動駕駛雷射雷達系統可通過該晶片優化信號處理效率，提升環境感知能力。

  實驗表明，其性能參數（如帶寬與增益）已滿足多數光子技術場景需求，並有望推動相關產業的標準化進程。

  總結：光子晶片技術重塑未來通信格局

  此次突破不僅解決了傳統放大器的帶寬限制問題，更通過材料創新和緊湊設計為光子晶片開闢了廣闊的應用前景。從提升現有網絡容量到賦能新興技術領域，這款超寬帶行波參量放大器標誌著光子晶片向高性能、多功能集成邁出了關鍵一步。隨著2025年光子晶片市場規模的持續擴大，此類技術創新將成為連接數字世界與物理世界的橋樑，為全球通信和計算基礎設施帶來深遠變革。

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