在光通信技術(shù)領(lǐng)域，華中科技大學(xué)與光谷實(shí)驗(yàn)室譚旻研究團(tuán)隊(duì)取得了一項(xiàng)突破性成果。近日，該團(tuán)隊(duì)在光通信領(lǐng)域權(quán)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(shí)分復(fù)用（DTDM）控制架構(gòu)，并成功研制出我國(guó)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(zhǎng)期面臨可擴(kuò)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(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)基于IHP 250nm BiCMOS工藝，構(gòu)建了統(tǒng)一的誤差域映射機(jī)制。該機(jī)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(hào)進(jìn)行歸一化處理，使單一電子控制器能夠分時(shí)復(fù)用高精度傳感前端、極值鎖定邏輯及驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，芯片可在毫秒級(jí)時(shí)間片內(nèi)自適應(yīng)切換偏壓控制與偏振控制任務(wù)，首次實(shí)現(xiàn)了異質(zhì)光器件的單片協(xié)同調(diào)控。

這項(xiàng)創(chuàng)新架構(gòu)帶來(lái)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(gòu)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(shí)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?dāng)_；偏振控制模式則達(dá)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(cè)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(hào)單模傳輸，在雙閉環(huán)復(fù)雜場(chǎng)景下仍能保持56吉比特每秒穩(wěn)定傳輸，眼圖質(zhì)量?jī)?yōu)異。

該成果不僅實(shí)現(xiàn)了國(guó)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(gòu)光電集成系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)提供了通用架構(gòu)方案。研究團(tuán)隊(duì)通過架構(gòu)創(chuàng)新，在極簡(jiǎn)硬件資源下實(shí)現(xiàn)了高性能閉環(huán)控制，為光通信領(lǐng)域的技術(shù)突破提供了新的解決路徑。