【光学资讯】上海交通大学邹卫文教授团队研发模拟域光子宽带并行处理器

    近日，上海交通大学邹卫文教授团队在光子技术领域取得重要进展，成功研发出一种模拟域光子宽带并行处理器。该成果为多功能一体化系统中的高效信号处理提供了创新技术路线，有望推动无人驾驶、物联网等智能感知系统的发展。

    一、研究背景
    在现代智能感知系统中，如无人驾驶和物联网等，需要处理海量、多样化、多功能的信息。传统的多功能一体化系统通过在不同功能之间共享硬件平台，实现了信息资源的高效共享，但电子器件的带宽和计算速度限制了系统在更广阔范围内的信息获取与交互。因此，开发一种能够在模拟域直接处理宽带信号的并行处理器成为解决这一问题的关键。

    二、创新研究
    邹卫文教授团队提出了一种基于硅光子平台的模拟域并行处理器（APP），能够在模拟域将大带宽信号重构至2N路并行处理，实现数据速率和数据量的成倍压缩，从而降低单计算核心的运算速率与容量要求。该处理器芯片设计研制成功，并在多功能应用场景下验证了其通用处理能力。
    1.技术原理
    模拟域光子并行处理原理示意图如图1所示。该处理器利用光子学方法，在模拟域将宽带信号重构为多路并行信号，通过光子并行处理技术，实现传输速率与数据量的成倍压缩。这种技术路线有效降低了单计算核心的运算能力需求，为多功能一体化系统中的高效信号处理提供了创新解决方案。
    2.实验验证
    实验结果表明，模拟域光子宽带并行处理器芯片成功实现了对宽带雷达信号和复杂调制格式高速通信信号的处理。在雷达功能验证中，对6GHz瞬时带宽线性调频信号完成并行脉冲压缩，得到2.69cm的高精度距离分辨率；在通信功能验证中，8Gbit/s的16QAM信号也基于该芯片完成了星座图解调。此外，通过对比两种功能下并行处理与直接处理的结果，验证了其处理性能的一致性，实验结果表明，该并行处理方式在雷达距离分辨率和通信误码率上均表现出出色的等效性。

    三、研究意义
    该研究成功研发的模拟域光子宽带并行处理器，为多功能一体化系统中的高效信号处理提供了创新技术路线。该处理器能够在模拟域直接处理宽带信号，实现数据速率和数据量的成倍压缩，有效降低单计算核心的运算能力需求。这一技术突破有望推动无人驾驶、物联网等智能感知系统的发展，为未来多功能一体化系统的宽带化发展提供了新的可能性。

    四、未来展望
    未来，邹卫文教授团队将进一步探索该架构的阵列化多通道潜力，加速模拟域光子宽带并行处理器向先进光子并行处理器发展，促进通感一体、智能驾驶等应用的升级换代。这一技术的进一步发展，将为智能感知系统提供更高效、更灵活的信号处理解决方案，推动相关领域的技术进步。

    五、论文信息
    该研究成果于2025年2月发表在《Light:Science&Applications》上。论文共同第一作者为上海交通大学钱娜助理研究员和周德福博士生，通讯作者为上海交通大学邹卫文教授。该工作得到了国家自然科学基金、上海市科委扬帆计划等项目的支持。
    总之，邹卫文教授团队的这一突破性成果，不仅在理论上具有重要意义，也为未来智能感知系统的发展提供了新的技术路径。我们期待这一技术能够在更多领域得到应用，为人类社会的智能化发展做出更大贡献。