中国光通信高质量发展论坛 ，雷霆博士分享光通信前沿技术

   2023年5月11日下午，2023年中国光通信高质量发展论坛 - 光芯片与高端器件技术研讨会如期举办，深光谷科技技术总监雷霆博士应邀参会。在研讨会上，雷博士以“空分复用光芯片和器件”为主题，为大家分享新型光通信技术的相关内容：打造空分复用核心产品，解决容量危机。

空分复用是解决容量危机的下一代通信技术

  众所周知，通信容量需求正以每4年10倍的速度急剧增长，单根光纤通信容量已经接近香农极限100Tbit，雷博士分享到：“空分复用（SDM）是解决容量危机的下一代通信技术。”空分复用为光通信提供了新的物理维度，极大的提高了通信容量密度。与传统的单纤芯、单模式通信光纤不同，空分复用技术主要采用多芯光纤和模式复用两种技术，传输容量大大提升：传统的单纤芯、单模式通信光纤只能传输一路信号，而多芯光纤和模式复用技术可以并行的传输多路信号，从而成倍的提升通信容量。雷博士表示：“空分复用技术的发展有其强大内在驱动力，也是未来很有发展前景的技术。”空分复用光通信技术应用很广泛，目前已经应用在海底光缆、长距离电信骨干、承载网以及高密度数据中心等场景。在长距离空分复用光通信领域，我国已于2021年1月启动首个空分复用的示范项目“宽带通信与新型网络应用示范”，由深圳鹏城实验室牵头，铺设“世界领先的空分复用超级光网络”。目前已在深圳、广州和东莞之间开始空分复用网络搭建工作。

  雷博士还提到：“2020年国际电信联盟电信标准分局（ITU-T）启动了空分复用的标准化工作，其认为可以将单根光纤通信容量提升1-2个数量级，是继波分复用、相干通信之后的下一代技术。”运营商、设备商以及光纤厂家均积极参与其中，例如华为、诺基亚贝尔、亨通等。

深耕空分复用，打造高质量核心产品

  雷博士介绍到，深光谷科技是由深圳市引进的国家级高层次人才团队创立的国家高新技术企业。公司致力于新型光子芯片和器件的设计、制造、封装、测试和系统应用，主要布局高密度光传输（空分复用光通信（SDM））和高密度光收发（共封装（CPO）光电集成互连）两大技术领域。

  目前，国际上空分复用芯片和器件主流方案主要有两种：光纤方案和微纳方案。其中，微纳方案具有小型化、适于批量化生产、低成本、低串扰（模式）等优点。深光谷科技在微纳方案版块持续深耕，目前已研发并量产出成熟的空分复用产品。由此，雷博士在会上详细分享了深光谷两款核心产品——模式复用器以及多芯光纤耦合芯片和器件的特征和应用前景。

  首先，雷博士介绍了深光谷模式复用器的特点和应用场景：“深光谷模式复用器具有器件体积小、简单易用、支持LC/APC接口以及O波段和C+L波段、低插入损耗和高模式消光比等特征。”目前主要应用在：空间模式复用解复用、多参数分布式光纤传感、模式复用光开关以及空间激光通信等场景。

  深光谷模式复用器已经量产的产品主要包括：4模LP模式复用器和6模LP模式复用器。

 ● 4模LP模式复用器，深光谷与国内头部公司合作已完成多平面光转技术（MPLC）技术积累，基于半导体微纳加工工艺可实现4路输入高速光速转变为4个少模（Few mode）模式复用（LP01、LP11a、LP11b和LP21），可达到器件插入损耗 <2dB、模式间串扰 <-21dB。同时，器件带宽覆盖C+L波段，兼容波分。

    ● 6模LP模式复用器有6路单模光纤输入，可直接与光模块连接，经过模式复用器的模式转换，转换成少模光纤同轴输出6路LP模式，整体插入损耗<6dB，达到国际先进水平。此外，6模LP模式复用器输入端光纤连接交换机或评估板驱动的光模块使用，可根据客户需求提供复用模式、传输光纤、信号评估板、光纤跳线接口等定制化服务。

   雷博士介绍到：“深光谷的第二大核心产品：多芯光纤耦合芯片和器件。”他表示，多芯光纤耦合芯片和器件主要用于多芯光纤的扇入扇出设备，支持LC/UPC接口、基模和少模的传输，同样也具有器件体积小、简单易用、低插入损耗等特点。目前的应用场景主要为空复用通信系统、光耦合网络设备和光纤传感。

   深光谷多芯光纤耦合芯片和器件的主要产品包括：4芯扇入扇出耦合芯片和7芯扇入扇出耦合芯片。两种扇入扇出耦合芯片均可支持12个模式。在器件的插入损耗和模式串扰方面，芯片经过多次迭代，已达到国际领先水平。

   在会上，雷博士还特别分享了深光谷模式复用和多芯光纤联合的光通信系统实验效果。利用自主研发模式复用器作为输入端，与少模光纤阵列和波导复用器对接，最后耦合到多芯少模光纤中，实现少模和多芯联合复用。实验效果显示：光纤阵列经过3D波导耦合器件激发多芯中的0阶和1阶模式，插入损耗1阶<2dB，2阶<3dB，纤芯间串扰<-35dB。

   最后，雷博士还提到：“除以上成熟的模式复用器以及多芯光纤耦合芯片和器件产品外，深光谷在共封装光电集成互连技术方面也取得突破性进展，已开发出用于CPO的高密度空分光连接器和测试评估板等。”并表示：“未来，深光谷将持续致力于高密度光通信芯片和器件的创新、研发。”