硅基可编程多通道并行微波光子处理器(MPMWP)的突破性设计

研究人员针对硅波导高损耗和编程复杂性制约微波光子处理器规模化应用的难题，开发出基于时空-波长交织架构的32通道可编程处理器。该成果通过超低损耗展宽波导和低相位误差马赫-曾德尔干涉仪实现精确延时控制，8对双椭圆微环完成波长选择与调幅，支持多波束赋形、可调滤波、重构微分及高速波形生成等高级功能，为大规模高性能微波光子系统提供新范式。

　　

这项突破性研究展示了硅基可编程多通道并行微波光子处理器(MPMWP)的创新设计。通过巧妙交织时域和波长维度，该处理器集成了两大核心技术：采用超低损耗展宽波导的32通道可调延迟线，其马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer)具备卓越的相位控制精度；8对双椭圆微环谐振器则负责精准的波长选择与振幅调节。这种独特架构成功攻克了传统硅光子器件的高损耗和扩展性瓶颈，实现仅14分贝的超低插损。

处理器展现出令人惊艳的多功能性：可编程实现多波束并行微波光子波束成形(beamforming)，构建可调谐微波光子滤波器，完成多阶可重构微波光子微分运算，还能进行高速任意波形生成。这些功能得益于创新的简化控制架构，使得系统在保持超宽带宽和抗电磁干扰特性的同时，显著降低了尺寸、功耗和制造成本。

特别值得注意的是，该设计通过优化波导结构和干涉仪配置，将通道间串扰降至最低，为构建大规模集成微波光子系统开辟了新途径。这项技术有望在雷达系统、5G/6G通信、电子战装备等领域带来革命性突破，标志着硅光子技术向实用化迈出关键一步。