近日，北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（空天院）和加州大學(xué)圣芭芭拉分校合作開(kāi)發(fā)出新型光子時(shí)鐘芯片，為未來(lái)超高速芯片的發(fā)展提供重要解決方案。

針對(duì)光電子系統(tǒng)面臨光-電信號(hào)同步問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出基于片上微梳振蕩器，通過(guò)集成超高Q值諧振器微梳與自注入鎖定，實(shí)現(xiàn)兆赫茲至105 GHz微波信號(hào)合成，為系統(tǒng)提供共享時(shí)頻參考。應(yīng)用驗(yàn)證中，多波段通感一體芯片系統(tǒng)可同時(shí)支持5G、6G和毫米波雷達(dá)等多頻段功能，具備傳感/通信模式切換能力。該系統(tǒng)達(dá)到256-QAM調(diào)制精度和厘米級(jí)感知指標(biāo)，在保持全數(shù)據(jù)性能前提下簡(jiǎn)化了硬件架構(gòu)，有效降低系統(tǒng)復(fù)雜度與成本。

未來(lái)，該項(xiàng)技術(shù)有望在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可將處理器芯片的時(shí)鐘頻率提升至100G以上，提供遠(yuǎn)超目前芯片的算力；顯著降低手機(jī)基站設(shè)備的能耗和成本；有助于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域提升感知精度和響應(yīng)速度。該技術(shù)的突破將為通信和感知領(lǐng)域帶來(lái)革命性的變化，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。

相關(guān)成果以“Microcomb-synchronized optoelectronics”為題發(fā)表在《Nature Electronics》?？仗煸翰┦?、北京大學(xué)博士后張祥鵬，以及北京大學(xué)博士生張緒光和陳玉君是共同第一作者，北京大學(xué)助理教授常林、空天院研究員李王哲和加州大學(xué)圣巴巴拉分校教授約翰·E·鮑爾斯（John E. Bowers）擔(dān)任通訊作者?？仗煸焊毖芯繂T董婧雯、副研究員馬尉超和助理研究員劉宸鈺作為合作者參與工作。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41928-025-01349-7

光電系統(tǒng)的時(shí)頻同步策略

微梳同步多功能系統(tǒng)

微梳型振蕩器和頻率合成器