在光通信技術領域，華中科技大學與光谷實驗室譚旻研究團隊取得了一項突破性成果。近日，該團隊在光通信領域權威期刊《Journal of Lightwave Technology》上發(fā)表了重要研究論文，提出了一種創(chuàng)新的非相似時分復用（DTDM）控制架構，并成功研制出我國首款單片集成光電融合偏振、偏壓協(xié)同控制芯片。

大規(guī)模光電融合系統(tǒng)長期面臨可擴展性難題，傳統(tǒng)并行控制方案在芯片面積和功耗方面存在明顯局限。針對這一挑戰(zhàn)，研究團隊基于IHP 250nm BiCMOS工藝，構建了統(tǒng)一的誤差域映射機制。該機制通過將馬赫-曾德爾調(diào)制器（MZM）偏置電壓與偏振態(tài)功率等不同物理維度的反饋信號進行歸一化處理，使單一電子控制器能夠分時復用高精度傳感前端、極值鎖定邏輯及驅(qū)動電路。實驗數(shù)據(jù)顯示，芯片可在毫秒級時間片內(nèi)自適應切換偏壓控制與偏振控制任務，首次實現(xiàn)了異質(zhì)光器件的單片協(xié)同調(diào)控。

這項創(chuàng)新架構帶來了顯著的性能提升。在資源效率方面，相比傳統(tǒng)方案，DTDM架構使芯片面積減少44.4%，功耗降低23%，核心控制電路面積僅0.255平方毫米，總功耗低至2.988毫瓦。在控制精度上，偏壓控制模式實現(xiàn)0.7弧度線性控制范圍與5赫茲跟蹤帶寬，有效抑制熱串擾；偏振控制模式則達到34分貝消光比，偏振態(tài)跟蹤分辨率優(yōu)于0.01弧度/秒。高速傳輸測試表明，協(xié)同控制開啟后系統(tǒng)支持100吉比特每秒NRZ信號單模傳輸，在雙閉環(huán)復雜場景下仍能保持56吉比特每秒穩(wěn)定傳輸，眼圖質(zhì)量優(yōu)異。

該成果不僅實現(xiàn)了國內(nèi)首款光電融合全集成偏振、偏壓協(xié)同控制芯片的研制，更為超大規(guī)模異構光電集成系統(tǒng)的低功耗設計提供了通用架構方案。研究團隊通過架構創(chuàng)新，在極簡硬件資源下實現(xiàn)了高性能閉環(huán)控制，為光通信領域的技術突破提供了新的解決路徑。