光通信的研究對(duì)我們當(dāng)前的生活有著十分重要的作用，中國在去年的研究和發(fā)展中很給力，今天為大家盤點(diǎn)了一些值得點(diǎn)贊的光通信最新成果，大家可以看看。看完下面的內(nèi)容后，歡迎各位積極在下面發(fā)表自己的看法！

開展星地高速相干激光通信試驗(yàn)

點(diǎn)贊指數(shù)：★★★★★

搭載首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空的相干激光通信載荷“浮出水面”。這是我國首次開展的星地高速相干激光通信試驗(yàn)，已具備5.12Gbps數(shù)據(jù)、圖片和視頻的傳輸速率能力。

此次試驗(yàn)是世界首次1550nm波段相干激光通信在軌試驗(yàn)。激光通信是一種利用激光傳輸信息的通信方式。相干激光通信技術(shù)具有接收靈敏度高、可全天時(shí)工作等特點(diǎn)，是未來空間高速通信組網(wǎng)的重要手段，可克服高分辨率成像衛(wèi)星等數(shù)據(jù)傳輸有限的瓶頸，特別適用于空間超遠(yuǎn)距離（數(shù)萬公里）衛(wèi)星間的高速激光通信。

1秒鐘傳輸一張光盤所有的數(shù)據(jù)

相比第一代的幾十、數(shù)百M(fèi)bps速率的直接探測激光通信技術(shù)，第二代的空間相干激光通信技術(shù)速率可達(dá)到數(shù)Gbps，乃至數(shù)十Gbps，是國際上高度關(guān)注的前沿高科技技術(shù)。

具備雙向通信實(shí)驗(yàn)的條件

在這之前，歐美等發(fā)達(dá)國家已投入大量人力物力開展激光通信技術(shù)研究。2007年，歐空局率先與美國合作，在兩顆衛(wèi)星之間，采用1064nm波段、多路復(fù)接方式實(shí)現(xiàn)了5.6Gbps的相干激光通信。2013年，美國宇航局在月球和地球之間建立了激光鏈路，演示激光通信的下載和上傳數(shù)據(jù)的能力。2014年6月6日，美國航天局宣布利用激光束把一段時(shí)長37秒的高清視頻，從國際空間站傳輸?shù)降孛妫挥昧?.5秒，而傳統(tǒng)技術(shù)下載需要至少10分鐘。2015年，歐空局又實(shí)現(xiàn)了低軌與高軌衛(wèi)星之間的相干激光通信，通信速率達(dá)到1.8Gbps，開辟了利用相干激光通信進(jìn)行數(shù)據(jù)中繼的先河。

此次由中科院上海光機(jī)所牽頭研制的空間高速相干激光通信載荷是2012年在中科院支持下啟動(dòng)，2016年8月16日搭載“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星發(fā)射升空，2016年12月28日至2017年1月15日開展了首輪在軌測試，實(shí)現(xiàn)了星地距離1000公里以上，低仰角（20度左右）情況下，下行單路通信速率5.12Gbps，并成功進(jìn)行了圖像傳輸，圖片清晰；同時(shí)也進(jìn)行上行PPM調(diào)制直接通信，通信速率20 Mbps。

高速相干激光通信載荷總指揮陳衛(wèi)標(biāo)介紹，這是我國首次開展空間高速相干激光通信試驗(yàn)，在軌測試的完成，表明該載荷已具備持續(xù)開展雙向激光通信實(shí)驗(yàn)的能力，對(duì)我國高速相干激光通信技術(shù)來說，具備里程碑的意義。

一根光纖實(shí)現(xiàn)135億人同時(shí)通話

點(diǎn)贊指數(shù)：★★★★★

武漢郵電科學(xué)研究院宣布，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)560Tb／s超大容量波分復(fù)用及空分復(fù)用的光傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)一根光纖上67．5億對(duì)人（135億人）同時(shí)通話，這標(biāo)志著我國在“超大容量、超長距離、超高速率”光通信系統(tǒng)研究領(lǐng)域邁上了新的臺(tái)階。

本次實(shí)驗(yàn)采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單模七芯光纖為傳輸介質(zhì)。和普通光纖不同的是，一根單模七芯光纖相當(dāng)于七根普通光纖合而為一。武漢郵科院負(fù)責(zé)人表示，如果將光纖信息傳輸類比作高速公路，普通光纖是單一車道，那么單模七芯光纖就相當(dāng)于并行七車道，能夠提供7倍于普通光纖的傳輸能力。通過工藝及技術(shù)上的突破，單模七芯光纖解決了多芯光纖間串?dāng)_難題，隔離度達(dá)到－70dB，把“車道”與“車道”之間的干擾和影響降到了最低。

在傳輸介質(zhì)進(jìn)行創(chuàng)新的同時(shí)，本次實(shí)驗(yàn)所采用的系統(tǒng)設(shè)備使用了16個(gè)單光源，經(jīng)過光多載波發(fā)生裝置，單芯傳輸容量為80Tbit／s，系統(tǒng)傳輸總?cè)萘窟_(dá)到560Tbit／s。據(jù)介紹，經(jīng)專家組測試驗(yàn)證，此次實(shí)現(xiàn)的“560Tbit／s超大容量單模多芯光纖光傳輸系統(tǒng)”為國內(nèi)首次，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速興起，流量激增給信息通信網(wǎng)絡(luò)帶來巨大挑戰(zhàn)，解決網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的“井噴式增長”難題正成為全球信息通信領(lǐng)域的競爭高地。作為我國光通信領(lǐng)域核心研發(fā)基地，武漢郵科院近年來在“超大容量、超高速率、超長距離”光通信傳輸領(lǐng)域，連續(xù)取得重大科技突破。2014年首次實(shí)現(xiàn)一根普通標(biāo)準(zhǔn)單模光纖C＋L波段100．3Tb／s容量傳輸實(shí)驗(yàn)，2015年，傳輸容量突破200Tb／s，同年“三超”技術(shù)商用實(shí)踐取得成功。

全息投影技術(shù)提高光傳輸性能

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納米光子電路、微芯片濾波器和轉(zhuǎn)向燈中都會(huì)隨著微小的隨機(jī)性變化，使其中光的傳輸性能降低。研究人員已經(jīng)找到一種方法來補(bǔ)償這些變化，這可能實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心和計(jì)算機(jī)設(shè)備等應(yīng)用的能源節(jié)省。來自烏特列支大學(xué)（德拜學(xué)院），屯特大學(xué)（MESA＋納米技術(shù)研究所）和法國泰勒斯研究與技術(shù)研究所的研究人員，將他們的結(jié)果發(fā)表在領(lǐng)先的光學(xué)期刊《光學(xué)快報(bào)》最新一期上。

光纖通信在世界范圍內(nèi)已經(jīng)普遍采用：基本上每一個(gè)高速互聯(lián)網(wǎng)連接都由光纖提供。今天，一個(gè)活躍的發(fā)展領(lǐng)域是在一個(gè)單一的芯片上加入光通信應(yīng)用，以減少在計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)中心的功耗。在這樣一個(gè)芯片上進(jìn)行光通信的控制的有前景的實(shí)現(xiàn)方法是利用光子晶體耦合納米振蕩器，光諧振器能夠調(diào)諧光束到相同的共振頻率之間進(jìn)行傳輸。

這些頻率取決于每個(gè)諧振器的形狀和結(jié)構(gòu)。然而，即使在今天是最好的加工制作的諧振器器件，這樣一件精密儀器其中孔是原子直徑的十倍，但其中小的隨機(jī)變化所引起的諧振頻率的變化，也會(huì)影響光的傳輸性能。

數(shù)字全息投影技術(shù)

研究人員已經(jīng)提出并實(shí)驗(yàn)證明了控制光子晶體納米振蕩器的光學(xué)方法。他們采用數(shù)字全息技術(shù)，在一定的位置上集中幾個(gè)激光點(diǎn)。激光局部加熱納米光子芯片和并抵消其中的隨機(jī)性變化。

此外，這種方法使研究人員可利用程序設(shè)計(jì)光子電路開關(guān)實(shí)現(xiàn)共振的接入。這一研究結(jié)果發(fā)表開在開放性期刊《光學(xué)快報(bào)》雜志上，將有助于低功耗高性能通信和計(jì)算機(jī)設(shè)備的不斷發(fā)展。

日本開發(fā)水中大容量光通信技術(shù)

點(diǎn)贊指數(shù)：★★★★

日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)日前成功研發(fā)出水中大容量光通信技術(shù)，可以每秒20兆比特(Mbps)的傳輸速度實(shí)現(xiàn)100米以上距離的雙向通信，有望廣泛應(yīng)用于海底調(diào)查及軍事等領(lǐng)域。

據(jù)日本時(shí)事社報(bào)道說，目前水中無線通信主要依靠聲學(xué)通信技術(shù)，傳輸速度較慢，每秒只有約10千比特(kbps)，不能實(shí)現(xiàn)大容量無線數(shù)據(jù)傳輸。日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)一個(gè)小組開發(fā)出了水中光通信設(shè)備，在海中水深700米至800米的區(qū)域進(jìn)行了試驗(yàn)，以每秒20兆比特(Mbps)的傳輸速度成功實(shí)現(xiàn)距離120米雙向光通信，這一速度可實(shí)時(shí)傳輸視頻畫面。

研究人員說，這一技術(shù)將來有望應(yīng)用于海底探測等水下作業(yè)，海底觀測儀器與船舶及無人機(jī)之間的通信以及潛水艇通信等軍事領(lǐng)域。

日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)是日本國立研究機(jī)構(gòu)，主導(dǎo)日本的海洋研究和資源調(diào)查，擁有“深海6500”和“地球”號(hào)等深海探測船。該機(jī)構(gòu)接受日本防衛(wèi)省的資金支持進(jìn)行了上述技術(shù)研發(fā)。

少層黑磷應(yīng)用提升系統(tǒng)性能

點(diǎn)贊指數(shù)：★★★★★

鑒于傳統(tǒng)的電子處理速度逐漸逼近物理極限，人們將越來越多的目光投向全光信號(hào)處理技術(shù)。在高速光通信和光計(jì)算領(lǐng)域，全光信號(hào)處理的呼聲極高。

在眾多涉及全光信號(hào)處理的技術(shù)當(dāng)中，全光調(diào)制和全光整形是不可或缺的。前者本質(zhì)上就是用一束光來控制另外一束光的開、關(guān)狀態(tài)，藉此能夠極大地?cái)[脫傳統(tǒng)電控制光的窘境。后者則是對(duì)光信號(hào)進(jìn)行整形，通過改進(jìn)光信號(hào)脈沖的形狀、抑制噪聲水平，從而提高信號(hào)質(zhì)量。全光整形避免了傳統(tǒng)上先把光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)、電閾整形、再轉(zhuǎn)換至光信號(hào)這一繁瑣過程。

作為克服傳統(tǒng)電子信號(hào)處理瓶頸的有效手段，全光信號(hào)處理亟需先進(jìn)的非線性光學(xué)材料與器件支撐。新型二維材料以其所具備的優(yōu)異非線性光學(xué)效應(yīng)（飽和吸收效應(yīng)和光克爾效應(yīng)），被廣泛應(yīng)用于全光開關(guān)、波長轉(zhuǎn)換、放大器和激光器、光通信信號(hào)處理、非線性光學(xué)光譜檢測等多個(gè)領(lǐng)域。

黑磷，一種新型的層狀結(jié)構(gòu)材料，甫一加入到二維材料家族中，便引起了研究者的廣泛關(guān)注。黑磷的結(jié)構(gòu)與石墨烯的片層狀結(jié)構(gòu)相似。但與石墨烯具有零帶隙不同，二維黑磷材料具有0.3-2 eV可調(diào)節(jié)的直接帶隙能帶結(jié)構(gòu)。此外，黑磷還有媲美于硅的高遷移率，并且其光電性質(zhì)具有面內(nèi)各向異性。上述特征使得黑磷在射頻器件、邏輯晶體管、紅外光調(diào)制器、偏振器等應(yīng)用中表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。

然而盡管黑磷納米材料被廣泛看好,但大面積均勻少層黑磷的實(shí)際應(yīng)用由于固有缺陷的存在以及合成過程中不可逆的氧化作用而受到嚴(yán)重的限制。針對(duì)上述問題，深圳大學(xué)張晗教授團(tuán)隊(duì)采用電化學(xué)陰極剝離方法聯(lián)合離心技術(shù)，成功制備出了大面積少層黑磷，并構(gòu)建了黑磷-微納光纖復(fù)合結(jié)構(gòu)，將之成功地應(yīng)用于全光信號(hào)處理。相關(guān)成果以內(nèi)封面論文形式發(fā)表在Advance