导言 在自动驾驶、机器人导航、空间遥感等新兴应用领域，激光雷达（LiDAR）正在成为智能感知系统的"眼睛"。然而，当前的激光雷达技术面临着一个关键瓶颈：如何实现既能快速扫描、又能保持高精度测距、同时还要保证信号纯净度的光源？ 一个国际研究团队在这个领域取得了突破性进展。上海交通大学联合中国科学院半导体研究所、中科院长春光机所，设计并研制出了高线性度硅基调频连续波（FMCW）光发射芯片。这项成果不仅在多项关键性能指标上达到世界先进水平，更重要的是，它首次实现了多个矛盾指标的协同优化——这正是业界长期追求但难以实现的目标。 从"特异功能"到"平衡之道" 激光雷达的"三难"问题——传统的激光雷达光源设计面临着三个相互制约的难题： 第一难：线宽与扫频 激光的线宽决定了它的"纯净度"——线宽越窄，激光的相干性越好，就像一个音乐家演奏音符时音高越准确，信号就越稳定。但要实现大范围、高速的频率扫描，往往需要对激光器进行快速调制，这会破坏激光的纯净度，导致线宽展宽。国际上的一些研究要么追求极窄的线宽（几十赫兹级别），但代价是扫频范围很小；要么追求宽的扫频范围（数十GHz），但线宽会扩大到兆赫兹级别。 第二难：调频速率与线性度 要实现快速测距和测速，需要很高的扫频速率（单位时间内扫过的频率范围）。但快速调制会在激光频率中引入非线性失真——就像一个音乐会上的乐器演奏音符时，音高不均匀变化，造成音乐失真。这种非线性会直接导致测距精度下降。 第三难：功率容限与性能稳定 为了探测更远距离的目标，需要增加激光功率。但当光功率在波导中增加到一定程度时，会触发各种非线性光学效应（如双光子吸收、热光效应等），导致激光器性能恶化甚至工作不稳定。 国际同行的"单点突破" 近年来，国际顶级研究团队如EPFL、清华大学、Rochester大学等都在这个领域取得了重要进展，但都采取了"单点突破"的策略： · EPFL团队专注于扩大扫频带宽，实现了9.3 GHz的超宽扫频，但代价是调频线性度较低（0.6%的非线性度） · 清华大学追求超窄线宽，实现了22 Hz的激光线宽，但在100kHz扫频速度下扫频带宽只有1.2 GHz，严重制约了应用 · Rochester大学通过Pockels效应实现了极高的调频速率，但实际可控的工作范围和连续性能受到限制 这些研究就像在"跷跷板"上工作——要往上走这一端，就得往下压另一端。国际学术界普遍认为，在单片硅基集成工艺下，这些指标之间的矛盾难以同时解决。 突破口：铌酸锂自注入锁定激光器 这个项目的创新之处在于：它不是在追求某个指标的极值，而是寻求多指标的最优平衡。 核心技术创新 1. 铌酸锂电光移相器的应用 传统的硅光芯片采用PIN结构的载流子色散移相器来调制光的相位。虽然这种方式响应速度快，但在调制过程中会产生额外的光学损耗，就像一个清晰的音乐录音在播放时，每次音量调节都会带来底噪增加。这个项目引入了铌酸锂（LiNbO₃）材料的Pockels效应。铌酸锂是一种优异的电光材料，具有以下优势：· 无额外损耗：Pockels效应改变光的相位，但不产生额外的光吸收损耗 · 高线性度：电场与折射率变化之间的关系更加线性 · 快速响应：调制速度可达GHz级别，而不仅限于MHz级 · 宽调制带宽：频率响应特性平坦，在宽频率范围内性能稳定 这就像用一个专业音乐录音棚里的精密均衡器，相比廉价音箱的粗糙音量旋钮，既能精细控制，又不产生失真。 2. 自注入锁定技术 这项技术是激光相位控制的经典方案，但这个项目将其与新型材料完美结合。工作原理是这样的：在激光器内部集成一个高质量因子（高Q值）的微环谐振器。部分输出光被反馈到DFB激光二极管中，形成一个闭环控制系统。这就像一个音乐家用节拍器来纠正自己的演奏速度——外部反馈帮助激光保持频率稳定。在测试中，这种反馈机制将激光器线宽从1-10 MHz的自由运行状态压缩到3 kHz左右——这是超过1000倍的线宽压缩！ 3. 同步调谐创新 这个项目的独特创新是：同时在移相器和微环上施加扫频信号。想象一下，如果一个音乐厅的音响系统既能调节音乐的音量（通过移相器），又能调节房间的共鸣特性（通过微环），并且这两者能完美协调，就能在任何条件下都获得最佳音质。这种同步调谐方式消除了激光器腔体纵模和外腔滤波器中心在扫频时可能产生的失配，从而大幅提升了扫频带宽。实验结果表明，扫频带宽从之前的3 GHz提升到了5 GHz以上——扩大了60%以上！ 关键性能指标的突破 调频线性度：世界领先 调频线性度是衡量激光频率随时间变化规律的指标。完全线性的扫频就像一辆以恒定加速度运动的汽车，速度随时间线性增加。任何偏离这个规律的地方都会导致测距精度下降。 这个项目实现的0.0567%的非线性度是目前文献中报道的最低值。用更直观的方式表达：· 在5微秒的扫频时间内完成5 GHz的频率跳变 · 频率偏差控制在283 kHz以内（不到总带宽的0.006%） · 这意味着在测距应用中可以达到亚厘米级（0.3-0.9厘米）的精度 相比之下，国际先进的EPFL方案的非线性度是0.6%，相差接近10倍。 多指标协同优化的成就 与国际同行相比，这个项目最独特的价值在于四个关键指标的完美平衡： 指标 本项目 EPFL最优 国际领先水平 评价 激光线宽 3.06 kHz 2.8 kHz 150 Hz 保持实用水平 扫频带宽 5.047 GHz 9.3 GHz 9.3 GHz 国际先进 扫频速率 1.0034 GHz/μs 9.3 GHz/μs 可靠工作最高 实用工程最优 调频线性度 0.0567% 0.6% 文献未见更优 世界领先 最重要的是，这四个指标是在同一工作条件（100 kHz调频频率）下同时实现的，而不是在不同的条件下分别达到的。这就像一个运动员既能跑步、又能投篮、又能游泳，并且都达到了专业水平。 实际应用的验证 纸上谈兵没有说服力。这个项目通过实际的激光雷达系统测试验证了性能：在1.8米到6.27米的不同距离范围内，对字母形状的目标进行3D测距实验，实现的精度分别为：· 1.8 m距离：0.9 cm精度 · 3.77 m距离：0.3 cm精度 · 5.06 m距离：0.37 cm精度 · 6.27 m距离：0.4 cm精度 这些数据充分证明了芯片的工程可靠性。对于自动驾驶来说，这样的精度意味着能够分辨出道路上的行人、自行车等细小目标，大幅提升了系统的安全性。 国产化的重大意义 从"卡脖子"到"掌握主权" 激光雷达芯片涉及芯片设计、工艺制造、封装测试的全链条。长期以来，国内在这一领域依赖进口。这个项目的成果实现了设计、流片、封装、测试与系统验证的全链条国产化。项目团队已经与多家国内企业展开合作：· 与摩尔芯光合作，将该光源与光相控阵芯片结合，实现了激光雷达探测距离从50米提升至100米，波长轴光束偏转角达到13度 · 与雄芯光电、伽蓝特等公司合作，实现了激光器精度和信噪比的显著提升，成功完成了进口替代 · 支撑吉林大学的硅基光相控阵项目，实现大于10度的纵向扫描角度 这些应用验证说明，国产激光雷达芯片已经能够在实际工程中替代国外产品，这对我国的产业链安全具有战略意义。 产业链的完整布局 这个项目不仅推进了芯片本身的国产化，更建立了完整的技术生态： 1. 设计方案：形成了从器件仿真、版图设计到工艺实现的完整自主技术方案 2. 工艺平台：建立了面向稳定性与快速电光调制的硅基混合集成工艺平台 3. 系统支持：掌握了光-电芯片共封装联合仿真、低损耗耦合封装优化、低噪声驱动控制等全方位技术 这意味着国内企业不再是单纯的"跟随者"，而是有能力进行自主创新和优化改进。 未来应用的广阔前景 汽车领域：自动驾驶的"眼睛升级" FMCW激光雷达因其毫米级精度和强抗干扰能力，已被业界公认为是自动驾驶的最终解决方案。这个项目的芯片能够实现： · 300米+的长距离探测 · 厘米级的测距精度 · 毫米/秒级的速度分辨率 · 强大的抗太阳光干扰能力 这使得自动驾驶系统能够在复杂交通环境中可靠工作，是从L3级向L4/L5级发展的关键技术。 机器人与无人系统 无人机、地面机器人等需要精确的三维环境感知。这个芯片能够提供高分辨率的点云数据，支持： · 无人机的自主导航和障碍避免 · 工业机器人的精密定位 · 扫地机器人的智能路径规划 工业应用 在工业三维成像、质量检测、精密测量等领域，这种高精度、高稳定性的光源也有重要应用。例如： · 工业零件的精密测量（精度达到毫米级） · 建筑和地形的三维扫描 · 工厂自动化系统中的物体识别 科学与遥感 还可以进一步拓展到相干光通信、微波光子学频率合成、精密光学传感等前沿领域，为各类高性能集成光子系统提供核心光源支撑。 技术突破的深层意义 这个项目的突破性不仅在于具体的性能数字，更在于它体现了现代工程设计的哲学转变： 从"单点突破"到"系统优化"——不再盲目追求某个指标的极值，而是基于实际应用需求，在多个相互制约的指标之间找到最优平衡点。 从"离散元器件"到"集成芯片"——硅基、铌酸锂等材料的异质集成，实现了1+12的效果。 从"模仿国际"到"并行创新"——虽然国际同行已有进展，但项目团队通过独特的技术路线，在某些指标上实现了真正的突破。 结语 这项成果代表了中国在光电子芯片领域的重要进展。它不仅填补了国内在高线性度调频激光光源方面的空白，更为激光雷达产业的快速发展提供了国产化的核心器件支撑。 在未来，随着自动驾驶、机器人、智能物流等产业的快速发展，激光雷达的需求量将呈指数级增长。这个项目的成果，就像为这个新兴产业提供了一把"高精度的钥匙"，打开了从实验室到产业化应用的大门。 对于广大科技工作者和企业家来说，这个案例表明：在新兴技术领域，创新不一定要追求"最高"，而是要追求"最适"——最适合应用需求、最适合产业发展、最适合我们国情的技术方案。

近日，在美国北卡罗莱纳州夏洛特举办的国际激光与光电子会议（CLEO 2026）上，上海交通大学集成电路学院（信息与电子工程学院）光子传输与通信全国重点实验室陈建平教授、周林杰教授团队与胡卫生教授团队的研究论文“Nanosecond Beam Steering with 110°×90° FOV Enabling Seamless Fiber-FSO Access via TFLN Laser and Dispersive OPA”被录用为PDP论文（Post-deadline paper），并作现场口头报告。 研究背景 下一代接入网络要求峰值数据速率超过100 Gbps且延迟达到亚毫秒级，这使得自由空间光通信（FSO）成为一种高带宽、免授权且可替代射频技术的新选择。同时，光纤与FSO的无缝集成能够有效扩大接入网络覆盖范围并最大程度地降低延迟。然而，传统的光束偏转方案受限于复杂的电子电路和材料极限，其重构速度很难突破兆赫兹级别。在动态多用户接入网络中，这种光束偏转延迟会导致显著的排队时延，限制了吞吐量性能。 为了解决这一难题，团队提出了一种光纤-空间光通信（Fiber-FSO）接入网络方案。该方案通过集成快速可调谐的薄膜铌酸锂（TFLN）外腔激光器与纯无源二维色散光学相控阵（OPA），实现了突破性的纳秒级波束切换，从而为光纤接入和无线光接入系统的高效融合奠定了关键的可行性基础。 （a）光纤-空间光通信接入网络方案；（b）排队时延随吞吐量变化；（c）波束切换速度和视场角指标对比 创新成果 该工作在架构上，将所有有源光束控制任务转移至激光光源端，彻底摆脱了复杂OPA电驱动电路带来的调制限制。与受限于复杂电驱动的传统有源系统不同，该工作在发射端采用了纯无源的二维色散OPA，在偏转芯片端实现了真正的零功耗运行。为了突破传统色散OPA中“单波长对应单光斑”的物理限制，系统进一步引入了多维复用技术，巧妙融合了倾斜光栅子阵列、双向入射以及偏振复用三种机制。其中，倾斜光栅架构通过将微扰矢量偏离入射轴，克服了直光栅在极端偏转角下的主瓣能量骤降问题；结合四组不同倾角的子阵列预偏转、双向入射带来的扫描范围翻倍，以及TE/TM双模式的独立扫描轨迹，该架构在单次波长扫描中即可生成16个独立的可分辨光斑区域。这不仅实现了16倍的光谱资源利用率提升，更在1456至1640纳米波段拼接实现了高达110°×90°的超大二维视场角，且凭借0.91的高填充因子维持了68%的主瓣能量比与超8 dB的旁瓣抑制比。得益于这种零功耗高效率OPA与超快激光源的结合，该方案实现了3纳秒级超快光束切换延迟，比现有最先进的光束偏转技术提升了约三个数量级。 同时，实验成功验证了该集成架构在10公里光纤及室内FSO信道下（具备35-dB功率预算），能够稳定支持200-Gb/s的多用户高速接入。其纳秒级的超快切换特性消除了光纤到房间（FTTR）多设备接入中的保护时间开销，极大降低了网络排队延迟，为下一代动态接入网络奠定了硬件基础。 快速可调谐的薄膜铌酸锂外腔激光器芯片、无源二维色散光学相控阵芯片，以及200G光纤-空间光接入系统实验性能 论文与会议信息 从左到右依次为原旗旗、胡一民、李昕航 该论文共同第一作者为上海交通大学集成电路学院（信息与电子工程学院）光子传输与通信全国重点实验室原旗旗博士生、胡一民博士生和李昕航博士生，共同作者有许维翰博士后、胡卫生教授、陈建平教授和周林杰教授，论文的通讯作者为朱逸萧副教授与郭宇耀助理研究员。该项工作是光子传输与通信全国重点实验室的陈建平教授、周林杰教授团队和胡卫生教授团队密切合作共同完成的重要成果。 朱逸萧（左）、郭宇耀（右）未来光网络团队面向AI智算新需求，致力于探索光通信在传输与接入、前传与互连、交换与网络方面的关键科学问题，通过网络架构、系统设计、信号处理、机器学习、实验平台等手段，取得一系列创新成果，应对超高带宽、超低延时、超强功能、安全可信的通信需求。 光子集成与通信研究团队面向国际前沿和国家重大需求，依托光子传输与通信全国重点实验室等平台基地，开展光电子集成与光通信基础和应用研究，为光互连、光传输、光交换、光计算、光感知和光信号处理以及国家时频体系、导航与定位、5G/6G无线通信、前沿基础研究、分布式协同、时空智能等领域培养创新型人才，提供原创性技术。 会议信息 CLEO会议是光通信领域和集成光电子学领域最具影响力的顶级国际性会议之一。会议共录用论文1400余篇，其中PDP论文32篇。PDP论文旨在发表领域内具有突破性技术进展的最新成果，本届会议共有4篇来自国内单位。

近日，在美国北卡罗莱纳州夏洛特举办的国际激光与光电子会议（CLEO 2026）上，上海交通大学集成电路学院（信息与电子工程学院）光子传输与通信全国重点实验室陈建平教授、周林杰教授团队与胡卫生教授团队的研究论文“Nanosecond Beam Steering with 110°×90° FOV Enabling Seamless Fiber-FSO Access via TFLN Laser and Dispersive OPA”被录用为PDP论文（Post-deadline paper），并作现场口头报告。 研究背景 下一代接入网络要求峰值数据速率超过100 Gbps且延迟达到亚毫秒级，这使得自由空间光通信（FSO）成为一种高带宽、免授权且可替代射频技术的新选择。同时，光纤与FSO的无缝集成能够有效扩大接入网络覆盖范围并最大程度地降低延迟。然而，传统的光束偏转方案受限于复杂的电子电路和材料极限，其重构速度很难突破兆赫兹级别。在动态多用户接入网络中，这种光束偏转延迟会导致显著的排队时延，限制了吞吐量性能。 为了解决这一难题，团队提出了一种光纤-空间光通信（Fiber-FSO）接入网络方案。该方案通过集成快速可调谐的薄膜铌酸锂（TFLN）外腔激光器与纯无源二维色散光学相控阵（OPA），实现了突破性的纳秒级波束切换，从而为光纤接入和无线光接入系统的高效融合奠定了关键的可行性基础。 （a）光纤-空间光通信接入网络方案；（b）排队时延随吞吐量变化；（c）波束切换速度和视场角指标对比 创新成果 该工作在架构上，将所有有源光束控制任务转移至激光光源端，彻底摆脱了复杂OPA电驱动电路带来的调制限制。与受限于复杂电驱动的传统有源系统不同，该工作在发射端采用了纯无源的二维色散OPA，在偏转芯片端实现了真正的零功耗运行。为了突破传统色散OPA中“单波长对应单光斑”的物理限制，系统进一步引入了多维复用技术，巧妙融合了倾斜光栅子阵列、双向入射以及偏振复用三种机制。其中，倾斜光栅架构通过将微扰矢量偏离入射轴，克服了直光栅在极端偏转角下的主瓣能量骤降问题；结合四组不同倾角的子阵列预偏转、双向入射带来的扫描范围翻倍，以及TE/TM双模式的独立扫描轨迹，该架构在单次波长扫描中即可生成16个独立的可分辨光斑区域。这不仅实现了16倍的光谱资源利用率提升，更在1456至1640纳米波段拼接实现了高达110°×90°的超大二维视场角，且凭借0.91的高填充因子维持了68%的主瓣能量比与超8 dB的旁瓣抑制比。得益于这种零功耗高效率OPA与超快激光源的结合，该方案实现了3纳秒级超快光束切换延迟，比现有最先进的光束偏转技术提升了约三个数量级。 同时，实验成功验证了该集成架构在10公里光纤及室内FSO信道下（具备35-dB功率预算），能够稳定支持200-Gb/s的多用户高速接入。其纳秒级的超快切换特性消除了光纤到房间（FTTR）多设备接入中的保护时间开销，极大降低了网络排队延迟，为下一代动态接入网络奠定了硬件基础。 快速可调谐的薄膜铌酸锂外腔激光器芯片、无源二维色散光学相控阵芯片，以及200G光纤-空间光接入系统实验性能 论文与会议信息 从左到右依次为原旗旗、胡一民、李昕航 该论文共同第一作者为上海交通大学集成电路学院（信息与电子工程学院）光子传输与通信全国重点实验室原旗旗博士生、胡一民博士生和李昕航博士生，共同作者有许维翰博士后、胡卫生教授、陈建平教授和周林杰教授，论文的通讯作者为朱逸萧副教授与郭宇耀助理研究员。该项工作是光子传输与通信全国重点实验室的陈建平教授、周林杰教授团队和胡卫生教授团队密切合作共同完成的重要成果。 朱逸萧（左）、郭宇耀（右）未来光网络团队面向AI智算新需求，致力于探索光通信在传输与接入、前传与互连、交换与网络方面的关键科学问题，通过网络架构、系统设计、信号处理、机器学习、实验平台等手段，取得一系列创新成果，应对超高带宽、超低延时、超强功能、安全可信的通信需求。 光子集成与通信研究团队面向国际前沿和国家重大需求，依托光子传输与通信全国重点实验室等平台基地，开展光电子集成与光通信基础和应用研究，为光互连、光传输、光交换、光计算、光感知和光信号处理以及国家时频体系、导航与定位、5G/6G无线通信、前沿基础研究、分布式协同、时空智能等领域培养创新型人才，提供原创性技术。 会议信息 CLEO会议是光通信领域和集成光电子学领域最具影响力的顶级国际性会议之一。会议共录用论文1400余篇，其中PDP论文32篇。PDP论文旨在发表领域内具有突破性技术进展的最新成果，本届会议共有4篇来自国内单位。

近日，上海交通大学集成电路学院陈建平教授、周林杰教授、陆梁军教授团队在集成光子计算领域区域取得突破性进展。团队创新性地提出并实验验证了一种可扩展的高阶集成光子张量处理器（HIPTP）。该工作通过将二维马赫-曾德尔干涉仪（MZI）阵列与电学频域调制技术深度结合，成功实现了计算维度与物理器件数量的解耦。这一方案将片上矩阵乘法计算规模从传统的二维矩阵-向量乘法计算提升至三阶-四阶张量乘法计算，显著提升了矩阵元素数量及并发计算规模。该方案克服了硬件上的局限性，为实现超大规模、高阶光子计算以及频率感知信号处理提供了一条可扩展的路径。 相关研究成果以“Scalable high-order integrated photonic tensor processor via frequency-domain modulation”为题，发表在《Optica》期刊上。研究背景 随着AI大模型等深度学习技术的爆发，传统电子处理器在处理高维张量数据时，面临带宽和能效的严峻挑战。集成光子技术凭借超高带宽和低延迟特性，被广泛视为加速张量运算的极具潜力的平台之一。然而，传统光子芯片的矩阵计算规模与维度往往受限于片上物理器件的集成数量，这成为了制约光计算向超大规模演进的核心瓶颈。创新成果可扩展高阶集成光子张量处理器基本架构与工作原理 为攻克上述技术瓶颈，本工作创新性地提出并验证了一款结合射频频域调制的可扩展高阶集成光子张量处理器。 通过充分挖掘频域调控的自由度，克服了硬件集成规模多带来的矩阵计算规模局限性。该架构利用级联MZI作为基本处理单元，将输入数据和权重编码在不同的微波频率上。通过频率对之间的拍频效应，在频域内直接完成高效的矩阵乘法运算。通过对频率点位置、间隔、数量等灵活配置，单个基础处理单元即可实现向量-向量乘法计算（VVM）、矩阵-向量乘法计算（MVM）、矩阵-矩阵乘法计算（MMM）等三种计算模式。通过将基础处理单元在二维空间进行阵列排布，可实现三阶-四阶张量乘法计算。该工作通过引入射频频率调制，使片上并发矩阵计算规模与维度得到了极大的提升。HIPTP芯片执行交通标志识别推理任务的卷积计算研究团队在一款4×4原型芯片上进行了原型验证，对VVM、MVM、MMM三种计算模型在不同频率并发数下的计算能力进行了测试，均能实现较高的计算精度，最后将该芯片应用于德国交通标志识别（GTSRB）推理实验。结果显示，采用4个MZI即可完成4个5×5共100个卷积核的并发权重部署计算，光子张量处理器的识别准确率达到了97.5%，与数字计算机98.5%的准确率相当。团队提出的HIPTP方案通过充分挖掘频域调控自由度，突破了物理集成器件数量对计算规模的限制，不仅适用于高性能AI模型推理，在雷达信号分析、无线通信及语音处理等频域敏感场景也极具应用潜力，为下一代高效、低延迟的边缘计算提供可行的解决方案。论文信息 上海交通大学博士生吴月为论文第一作者，陆梁军教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和上海市启明星项目的资助。吴月陆梁军陆梁军，集成电路学院（信息与电子工程学院）教授、国家级高层次青年人才。承担完成国家科技部（重点研发计划青年科学家项目等）、国家自然科学基金委（面上、青年项目等）、上海市（探索者计划等）项目10余项。以第一/通讯作者（含共同）在Nat. Commun.、PhotoniX、Opitca等国际光通信领域重要刊物上发表论文50余篇，连续入选斯坦福大学Ioannidis教授发布在爱思唯尔的全球前2%顶尖科学家年度榜单。持有美国发明专利、国家发明专利40余项。获中国电子学会科技进步二等奖、中国光学十大进展、华为优秀技术奖等，入选2023年上海市启明星计划（A类），获2022年电子系“季寒冰教学基金”教师奖。论文链接：https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-13-6-998

近日，上海交通大学集成电路学院陈建平教授、周林杰教授、陆梁军教授团队在集成光子计算领域区域取得突破性进展。团队创新性地提出并实验验证了一种可扩展的高阶集成光子张量处理器（HIPTP）。该工作通过将二维马赫-曾德尔干涉仪（MZI）阵列与电学频域调制技术深度结合，成功实现了计算维度与物理器件数量的解耦。这一方案将片上矩阵乘法计算规模从传统的二维矩阵-向量乘法计算提升至三阶-四阶张量乘法计算，显著提升了矩阵元素数量及并发计算规模。该方案克服了硬件上的局限性，为实现超大规模、高阶光子计算以及频率感知信号处理提供了一条可扩展的路径。 相关研究成果以“Scalable high-order integrated photonic tensor processor via frequency-domain modulation”为题，发表在《Optica》期刊上。研究背景 随着AI大模型等深度学习技术的爆发，传统电子处理器在处理高维张量数据时，面临带宽和能效的严峻挑战。集成光子技术凭借超高带宽和低延迟特性，被广泛视为加速张量运算的极具潜力的平台之一。然而，传统光子芯片的矩阵计算规模与维度往往受限于片上物理器件的集成数量，这成为了制约光计算向超大规模演进的核心瓶颈。创新成果可扩展高阶集成光子张量处理器基本架构与工作原理 为攻克上述技术瓶颈，本工作创新性地提出并验证了一款结合射频频域调制的可扩展高阶集成光子张量处理器。 通过充分挖掘频域调控的自由度，克服了硬件集成规模多带来的矩阵计算规模局限性。该架构利用级联MZI作为基本处理单元，将输入数据和权重编码在不同的微波频率上。通过频率对之间的拍频效应，在频域内直接完成高效的矩阵乘法运算。通过对频率点位置、间隔、数量等灵活配置，单个基础处理单元即可实现向量-向量乘法计算（VVM）、矩阵-向量乘法计算（MVM）、矩阵-矩阵乘法计算（MMM）等三种计算模式。通过将基础处理单元在二维空间进行阵列排布，可实现三阶-四阶张量乘法计算。该工作通过引入射频频率调制，使片上并发矩阵计算规模与维度得到了极大的提升。HIPTP芯片执行交通标志识别推理任务的卷积计算研究团队在一款4×4原型芯片上进行了原型验证，对VVM、MVM、MMM三种计算模型在不同频率并发数下的计算能力进行了测试，均能实现较高的计算精度，最后将该芯片应用于德国交通标志识别（GTSRB）推理实验。结果显示，采用4个MZI即可完成4个5×5共100个卷积核的并发权重部署计算，光子张量处理器的识别准确率达到了97.5%，与数字计算机98.5%的准确率相当。团队提出的HIPTP方案通过充分挖掘频域调控自由度，突破了物理集成器件数量对计算规模的限制，不仅适用于高性能AI模型推理，在雷达信号分析、无线通信及语音处理等频域敏感场景也极具应用潜力，为下一代高效、低延迟的边缘计算提供可行的解决方案。论文信息 上海交通大学博士生吴月为论文第一作者，陆梁军教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和上海市启明星项目的资助。吴月陆梁军陆梁军，集成电路学院（信息与电子工程学院）教授、国家级高层次青年人才。承担完成国家科技部（重点研发计划青年科学家项目等）、国家自然科学基金委（面上、青年项目等）、上海市（探索者计划等）项目10余项。以第一/通讯作者（含共同）在Nat. Commun.、PhotoniX、Opitca等国际光通信领域重要刊物上发表论文50余篇，连续入选斯坦福大学Ioannidis教授发布在爱思唯尔的全球前2%顶尖科学家年度榜单。持有美国发明专利、国家发明专利40余项。获中国电子学会科技进步二等奖、中国光学十大进展、华为优秀技术奖等，入选2023年上海市启明星计划（A类），获2022年电子系“季寒冰教学基金”教师奖。论文链接：https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-13-6-998

2026年5月18日，光子集成与通信研究中心博士生吴月、仇子昂的学位论文答辩报告会顺利举行，同时2023级硕士全部完成答辩顺利毕业。恭喜他们答辩成功！吴月同学围绕《可编程硅基集成光子矩阵乘法计算芯片研究》这一课题展开了汇报。集成光计算凭借高带宽、低延迟、低损耗及多维度并发调控等本征优势，辅以易于商业量产、小型化、光电融合等特征，被广泛视为构建未来超高算力计算体系的核心技术路线。矩阵乘法作为AI计算的核心基础运算，占据了绝大部分算力负荷，面向矩阵乘法计算加速的硅基光电子芯片研究已成为光计算领域的研究热点。然而，现有硅基集成光子矩阵乘法计算芯片在系统可拓展性、权重矩阵部署复杂度、权重矩阵规模与维度、外围电控系统复杂度等方面仍面临瓶颈，此外，光域存储能力的缺失使系统仍受限于电子内存带宽，限制了光子高带宽计算潜力的完全释放。该工作聚焦于可编程硅基集成光子矩阵乘法计算芯片，从架构创新、规模拓展、光电协同以及存算融合等方面展开系统深入的研究。吴月同学与答辩专家、指导老师合影 仇子昂同学围绕《高精度光学频率传递系统与光子集成芯片关键技术研究》这一课题展开了汇报。本文聚焦于构建高性能、长距离光学频率传递系统的三个核心层面：长距离光学频率传递方法、高环境适应性架构创新以及小型化光子集成芯片设计，分别从理论建模、结构创新与实验验证等方面深入探索，形成了面向未来大规模光学时钟网络的高精度传递解决方案。研究成果有望推动高性能光学频率传递设备向小型化、低功耗、高环境适应性方向的发展，为我国构建下一代高性能地基光学频率传递网络奠定坚实的技术基础。仇子昂同学与答辩专家、指导老师合影 在两位同学完成精彩的汇报答辩后，评审专家对他们的研究工作给予了系统全面的评价与充分肯定。经评审委员会全体成员认真审议并一致表决，同意授予两位同学博士学位。这场答辩不仅为他们的博士求学生涯画上了圆满的句号，更开启了他们人生征程的崭新篇章。衷心祝愿两位同学在未来的学术探索与职业发展道路上，继续勇攀高峰，绽放更加璀璨的光彩！与此同时，本中心 2023 级硕士研究生的答辩工作也已圆满收官。本届全体硕士研究生均已完成学位论文答辩，即将踏上新的人生旅程。三年来，他们在实验室里潜心钻研、在学术道路上砥砺前行，用汗水和努力交出了一份令人满意的毕业答卷。祝贺所有 2023 级硕士同学顺利毕业！愿你们带着在光子集成与通信研究中心收获的知识与成长，在各自的领域发光发热，书写属于自己的精彩人生！彭高明同学与答辩专家、指导老师合影 陈旺同学与答辩专家、指导老师合影 张义洲同学与答辩专家、指导老师合影 许越同学与答辩专家、指导老师合影 乔梦冉同学与答辩专家、指导老师合影刘春习同学与答辩专家、指导老师合影 汪彦博同学与答辩专家、指导老师合影 杨运鸿同学与答辩专家、指导老师合影 于源潮同学与答辩专家、指导老师合影 陈常青同学与答辩专家、指导老师合影

4月21日，第39届欧洲频率与时间会议（European Frequency and Time Forum, EFTF)在荷兰诺德韦克举行。在海报竞赛环节，上海交通大学光子传输与通信全国重点实验室的陈建平、胡亮团队传来捷报——博士生仇子昂的论文“Sub-attosecond Optical Frequency Transfer via Photonic Integrated Interferometer”荣获最佳海报奖，是本届大会上唯一获此殊荣的中国学者。获奖证书论文简介论文报道了国际首款基于薄膜铌酸锂平台的光子集成化时频传递芯片。基于超紧凑干涉仪设计，该光子集成化时频传递系统在连续48小时测量中展现出亚阿秒量级的时间误差，相比传统干涉仪改善至少4个量级。系统的秒稳定度达到8E-20/s，即经过千万亿年才产生一次1 s的偏差。在环境鲁棒性方面，该干涉仪的相位-温度敏感系数仅为0.037 as/K，是目前国际上已报道的最佳结果。该工作实现的芯片兼顾小型化和环境稳定性，为构建下一代紧凑、可扩展的大规模时频传递网络奠定了坚实的基础。该工作得到了国家自然科学基金，国家重点研发，中国科学院国家授时中心国家重大科技基础设施“高精度地基授时系统”等单位和项目的支持。仇子昂，上海交通大学集成电路学院（信息与电子工程学院）信息与通信工程专业2026届博士毕业生。博士期间师从光子全重实验室胡亮副教授、吴龟灵教授，主攻高精度时间频率传递与光子集成化技术，以第一作者身份发表高水平论文8篇，申请发明专利共计14项，其中已获授权5项。曾获2025年博士研究生国家奖学金、2025光子全重优秀博士奖研金一等奖、中国研究生创“芯”大赛国家奖、阿基米德国际发明创新展金奖以及2026届上海交通大学优秀博士毕业生等荣誉。获奖感言 非常荣幸能够获得EFTF最佳海报奖。目前，时频传递技术正在经历从传统分立系统向光子集成芯片的范式革命。我们关于薄膜铌酸锂集成时频芯片的工作，证明了突破现有技术瓶颈的能力，为我国争取国际时频基准话语权增添了重要砝码。也衷心感谢光子全重实验室的培养，感谢课题组老师们的悉心指导以及课题组同学们提供的帮助。 关于EFTF博士生仇子昂分会场作口头报告EFTF是时间频率领域规模最大、规格最高的国际顶级学术会议，由欧洲空间局（ESA）等权威机构主办。本届大会海报竞赛竞争激烈，组委会从全球投稿的360余篇高水平论文中遴选出27篇进入线下决赛，涵盖谐振器与换能器、原子光频标、时频传递等6个专业组别，每组评出1篇最佳海报论文。陈建平、胡亮老师团队学生朱镕威、周子杰、李明、仇子昂投稿的4篇分属不同组别的论文全部成功入选。经过现场答辩与严格评审，博士生仇子昂的论文最终脱颖而出，荣获时频传递组最佳海报奖。会议期间，仇子昂博士作分会场口头汇报，介绍了实验室在光子集成化时频传递方面的最新研究进展。陈建平、胡亮老师团队的获奖成果充分表明，我国在光子集成时频传递领域已跻身国际领先水平，在时频传递系统集成化等关键技术上实现了自主可控，获得了国际同领域学者的高度认可。

4月21日，第39届欧洲频率与时间会议（European Frequency and Time Forum, EFTF)在荷兰诺德韦克举行。在海报竞赛环节，上海交通大学光子传输与通信全国重点实验室的陈建平、胡亮团队传来捷报——博士生仇子昂的论文“Sub-attosecond Optical Frequency Transfer via Photonic Integrated Interferometer”荣获最佳海报奖，是本届大会上唯一获此殊荣的中国学者。获奖证书论文简介论文报道了国际首款基于薄膜铌酸锂平台的光子集成化时频传递芯片。基于超紧凑干涉仪设计，该光子集成化时频传递系统在连续48小时测量中展现出亚阿秒量级的时间误差，相比传统干涉仪改善至少4个量级。系统的秒稳定度达到8E-20/s，即经过千万亿年才产生一次1 s的偏差。在环境鲁棒性方面，该干涉仪的相位-温度敏感系数仅为0.037 as/K，是目前国际上已报道的最佳结果。该工作实现的芯片兼顾小型化和环境稳定性，为构建下一代紧凑、可扩展的大规模时频传递网络奠定了坚实的基础。该工作得到了国家自然科学基金，国家重点研发，中国科学院国家授时中心国家重大科技基础设施“高精度地基授时系统”等单位和项目的支持。仇子昂，上海交通大学集成电路学院（信息与电子工程学院）信息与通信工程专业2026届博士毕业生。博士期间师从光子全重实验室胡亮副教授、吴龟灵教授，主攻高精度时间频率传递与光子集成化技术，以第一作者身份发表高水平论文8篇，申请发明专利共计14项，其中已获授权5项。曾获2025年博士研究生国家奖学金、2025光子全重优秀博士奖研金一等奖、中国研究生创“芯”大赛国家奖、阿基米德国际发明创新展金奖以及2026届上海交通大学优秀博士毕业生等荣誉。获奖感言 非常荣幸能够获得EFTF最佳海报奖。目前，时频传递技术正在经历从传统分立系统向光子集成芯片的范式革命。我们关于薄膜铌酸锂集成时频芯片的工作，证明了突破现有技术瓶颈的能力，为我国争取国际时频基准话语权增添了重要砝码。也衷心感谢光子全重实验室的培养，感谢课题组老师们的悉心指导以及课题组同学们提供的帮助。 关于EFTF博士生仇子昂分会场作口头报告EFTF是时间频率领域规模最大、规格最高的国际顶级学术会议，由欧洲空间局（ESA）等权威机构主办。本届大会海报竞赛竞争激烈，组委会从全球投稿的360余篇高水平论文中遴选出27篇进入线下决赛，涵盖谐振器与换能器、原子光频标、时频传递等6个专业组别，每组评出1篇最佳海报论文。陈建平、胡亮老师团队学生朱镕威、周子杰、李明、仇子昂投稿的4篇分属不同组别的论文全部成功入选。经过现场答辩与严格评审，博士生仇子昂的论文最终脱颖而出，荣获时频传递组最佳海报奖。会议期间，仇子昂博士作分会场口头汇报，介绍了实验室在光子集成化时频传递方面的最新研究进展。陈建平、胡亮老师团队的获奖成果充分表明，我国在光子集成时频传递领域已跻身国际领先水平，在时频传递系统集成化等关键技术上实现了自主可控，获得了国际同领域学者的高度认可。

2019级致远荣誉计划博士生张宏毅的博士学位论文，入选上海交大2025年优秀博士学位论文，在学校2026年研究生毕业典礼上受到表彰。 张宏毅师从陈建平教授、黄卫平教授（校外导师）和陆梁军教授。博士论文围绕氮化硅微腔克尔光梳的稳定产生、光谱重构及其在高速光通信、光互连中的应用开展系统研究，提出并验证了一系列稳定、可重构、高效率的片上孤子光梳产生方案，实现了接近50%的高转换效率。利用克尔光梳的大带宽和多波长优势，分别实现了单通道速率为150 Gbit/s、总容量为2.3 Tbit/s的光互联以及20 km光纤1.68 Tbit/s DMT传输。张宏毅博士以第一（含共同）作者身份在Nature Communications、Laser & Photonics Reviews等国际期刊和OFC、CLEO等国际会议上发表论文10余篇，曾荣获上海交通大学优秀毕业生、光子传输与通信全国重点实验室博士生特等奖学金等荣誉。现为西南交通大学信息科学与技术学院通信系，主要研究方向为片上克尔光梳及其在光纤通信、太赫兹通感领域的应用。 张宏毅，信息与通信工程专业（致远荣誉计划博士）导师：陈建平教授、陆梁军教授张宏毅博士（右9）和导师接受颁奖

2019级致远荣誉计划博士生张宏毅的博士学位论文，入选上海交大2025年优秀博士学位论文，在学校2026年研究生毕业典礼上受到表彰。 张宏毅师从陈建平教授、黄卫平教授（校外导师）和陆梁军教授。博士论文围绕氮化硅微腔克尔光梳的稳定产生、光谱重构及其在高速光通信、光互连中的应用开展系统研究，提出并验证了一系列稳定、可重构、高效率的片上孤子光梳产生方案，实现了接近50%的高转换效率。利用克尔光梳的大带宽和多波长优势，分别实现了单通道速率为150 Gbit/s、总容量为2.3 Tbit/s的光互联以及20 km光纤1.68 Tbit/s DMT传输。 张宏毅博士以第一（含共同）作者身份在Nature Communications、Laser & Photonics Reviews等国际期刊和OFC、CLEO等国际会议上发表论文10余篇，曾荣获上海交通大学优秀毕业生、光子传输与通信全国重点实验室博士生特等奖学金等荣誉。现为西南交通大学信息科学与技术学院通信系，主要研究方向为片上克尔光梳及其在光纤通信、太赫兹通感领域的应用。 张宏毅，信息与通信工程专业（致远荣誉计划博士）导师：陈建平教授、陆梁军教授张宏毅博士（右9）和导师接受颁奖