未来信息创新学院余建军团队在6G太赫兹通信领域取得重要成果，实现核心器件高带宽与高光电变换效率的平衡
11月10日，复旦大学未来信息创新学院余建军教授团队联合上海科技大学陈佰乐研究团队在光学领域（OPTICS - SCIE）国际期刊 Nature Photonics（《自然·光子学》）上发表了题为“Over-200 GHz bandwidth MUTC Photodiodes with 0.81 A/W external responsivity”的研究成果。
人工智能（AI）和实时服务的快速发展推动了对超快、高能效数据传输的迫切需求，超高速率的无线通信需求也飞速增长，迫切需要宽带、高能效的太赫兹（THz）光子源来实现超高速的数据传输。然而光电二极管（PD）作为6G光子太赫兹通信的关键组件，面临着带宽和光电变换效率之间的根本性权衡问题，是6G太赫兹通信发展必须解决的关键问题之一。全球多个高水平团队在这一领域进行了多年的研究，但一直进展缓慢。
在该研究中，团队展示了一种基于磷化铟（InP）的波导集成改进型单行载流子光电二极管（MUTC-PD）。通过对载流子输运、光耦合效率以及波导结构的精心优化（模式场匹配器、优化电场分布、平衡载流子传输并最小化寄生电容），成功解决了光电探测领域长期存在的带宽-效率权衡瓶颈问题，最终实现了3 dB带宽206 GHz和0.81 A/W外部响应度的倏逝耦合波导光电探测器，带宽效率积（BEP）超过130 GHz，树立了光电探测领域BEP指标的新标杆。器件采用WR-5.1波导输出，在127–185 GHz频率范围内提供超过-5 dBm的射频输出功率。同时作为概念性验证，基于光子辅助的通信架构，利用研制的MUTC-PD在没有任何太赫兹放大器的情况下，实现了室内54米最高速率可达120 Gbps的无线传输演示。
这项工作为显著提高光功率预算和降低能耗开辟了一条途径，是迈向高带宽、高效率太赫兹通信系统和下一代无线网络的变革性一步。
复旦大学2022级博士生杨雄伟及上海科技大学博士生李林泽、龙天宇担任共同第一作者，余建军教授和上海科技大学陈佰乐教授为论文共同通讯作者。本研究得到了国家科技部重点研发项目和国家自然科学基金多个项目的支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-025-01784-0
本文链接：http://knowith.com/news-3-4525.html未来信息创新学院余建军团队在6G太赫兹通信领域取得重要成果，实现核心器件高带宽与高光电变换效率的平衡
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