来源：科研进阶社

    前言

    近日，一支由中国北京大学、上海科技大学等机构组成的研究团队在国际顶级期刊《Nature》上发表了题为（Integrated photonics enabling ultra-wideband fibre-wireless communication）的研究论文，宣布在通信领域取得突破性进展(https://doi.org/10.1038/s41586-026-10172-9)。

    核心突破

    长期以来，光纤通信与无线通信之间存在巨大的“带宽鸿沟”——光纤能跑在百GHz量级，但无线通信却受限于器件带宽和信号架构差异，难以实现无缝对接。研究团队提出了一种基于集成光子学的超宽带（UWB）光纤-无线融合通信方案，三大核心突破令人瞩目：

    1.器件层面：250GHz超宽带光电器件

    团队研发出3-dB带宽超过250GHz的电光（EO）和光电（OE）转换器件——薄膜铌酸锂调制器与改良型单行载流子光电二极管。这是目前公开报道的实验最高带宽之一，为超高速通信奠定了硬件基础。

    2.算法层面：创新AI算法突破性能极限

    提出复数双向门控循环单元（complex-biGRU）算法，有效补偿宽带信号传输中的线性与非线性损伤，将系统性能推向极限。

    3.传输性能：多项世界纪录诞生

    短距离光纤传输：实现单通道512Gbps（PAM-4格式），创下新高

    太赫兹（THz）无线通信：首次实现400Gbps单通道速率，打破此前纪录

    多通道视频传输：在138-223GHz超宽频谱范围内，成功演示86路8K视频实时并发传输，信道带宽达1GHz，较5G提升一个数量级

    研究意义

    这项研究首次在同一套集成光子器件平台上实现了光纤与无线链路的带宽共享与高速传输，解决了跨架构信号转换效率低、系统复杂度高的痛点。

    论文指出，该方案具备低功耗、低成本、高可扩展性三大优势：低插入损耗和高效调制降低了对高功率放大器的依赖；全光链路简化了系统架构；设计参数符合商用晶圆级制造要求，可批量生产。

    更重要的是，该技术可直接融入现有光网络，为未来6G基站、无线数据中心、超高清视频分发、太赫兹成像与感知等领域提供了可行的技术路径。随着器件与系统的进一步集成，未来有望实现单芯片全光通信系统，推动通信网络迈向“通感算一体化”的新阶段。

图1:集成超宽带全光通信系统

图2:基础超宽带模块与短距离互连的特性表征

图3:高速太赫兹无线传输结果

图4:多通道实时视频传输结果