封 面 文 章 | Zhu MY, Wang WH, Ma RT et al. A 36 × 240 Gbps hybrid mode/wavelength division multiplexing transmitter using lithium niobate on insulator. Opto-Electron A dv9, 250341 (2026). DOI: 10.29026/oea.2026.250341

作者：朱明愚?，王维涵?，马睿韬，高奥运，高淳，王泽旭，黄飞，鲍正源，刘大建，甘嘉轩，俞泽杰，李欢，赵伟科*，戴道锌*

?同等贡献作者，*通信作者

研究背景

在人工智能 、大数据与云计算的高速驱动下 ，全球数据流量以每年约 25% 的速度爆炸式增长 ，传统光互连技术正面临严峻的容量瓶颈。长距离骨干网、数据中心短距互联乃至芯片级光互连 ，都迫切需要更高速度、更低功耗、更小尺寸的集成光电子芯片。硅光作为主流集成光子平台 ，在大规模量产上具备优势 ，但在电光调制领域存在固有短板：波导损耗大、非线性干扰强、 电光带宽受限 ，难以满足单通道百吉波特以上的超高速调制需求。而铌酸锂（LN） 凭借超大电光系数、极低传输损耗、超宽透明窗口 ，成为高速电光调制的理想材料；特别是绝缘衬底铌酸锂（LNOI）薄膜技术的成熟 ，让铌酸基片上可实现亚波长波导与CMOS兼容工艺加工 ，重新定义了高速集成光电子的技术路线。

要进一步突破单通道速率上限 ，必须依靠多维复用技术 ：波分复用（WDM） 利用不同波长扩容 ，模式分复用（MDM） 利用不同空间模式扩容 ，二者结合可在单根波导内实现 “维度倍增 ” 。但 LNOI 材料的晶体各向异性会引发严重的模式杂化， 同时高精度、平顶响应的片上波分复用器件设计难度极大 ，长期制约着 LNOI 平台向大规模多维混合复用方向发展。

本文亮点

浙江大学戴道锌、 赵伟科团队瞄准这一核心难题 ，开展系统性攻关 ，成功研制出面向下一代超高速光通信的模式/波分混合复用光发射芯片 ，实现36 × 240 Gbps、总容量 8.64 Tbps的超高传输速率， 为 6G 与超大规模数据中心互联提供核心芯片支撑 。该成果以“A 36 × 240 Gbps hybrid mode/wavelength division multiplexing transmitter using lithium niobate on insulator ” 为 题， 作 为 封 面 文 章 发 表 于 Opto-Electronic Advances 2026 年第8期。

图136通道发射芯片结构示意图

该文提出的绝缘衬底上铌酸锂（LNOI） 混合模式/波分复用发射芯片 ，针对大数据与人工智能时代高速光通信的容量需求 ，在现有集成光子技术基础上实现了务实且关键的性能提升 ，为高密度、高谱效率光传输提供了可行的芯片级方案。该方案将6个模式与6个波长结合 ，形成36路独立信道 ，单通道支持240 Gbps 传输 ，总容量达到8.64 Tbps ，在铌酸锂集成光发射芯片领域达到当前最高水平 ，能够有效缓解传统单模、单波长传输的容量压力 。在模式操控层面 ，研究采用沿Z轴传输的 LNOI 波导结构 ，从物理原理上有效抑制了铌酸锂材料各向异性带来的模式杂化问题 ，实现了 TE0-TE5共 6 个模式的稳定复用与解复用。所设计的模式复用器基于绝热耦合结构 ，具备宽工作带宽与良好的工艺 容 差 ， 实 测 插 入 损 耗 低 于 0.3 dB ， 模 式 间 串 扰 小 于 –15 dB ， 为 片 上 模 式 分 复 用（MDM）提供了稳定可靠的核心单元。

在波长复用层面 ，研究创新性地采用级联法布里-珀罗（F-P） 腔结构 ，成功克服 LNOI材料各向异性给传统波长器件带来的相位控制难、 自由光谱范围小等问题 ，实现了具有平顶响应的密集波分复用（WDM） 滤波功能。该滤波器 3 dB 带宽约 1.8 nm ，信道间隔符合 ITU-T 标准 400 GHz（3.2 nm） 规划 ，插入损耗低、 串扰抑制良好， 既保证了高速信号传输质量 ，又能与现有光网络基础设施兼容。

图2结构实物图和36通道发射芯片无源测试结果

芯片集成的铌酸锂马赫-曾德尔调制器性能优异， 3 dB 电光带宽超过 67 GHz ，半波电压长度积低 ，具备高效高速调制能力 。实验成功实现120 GBaud OOK 与 PAM4 信号调制，所有36个信道均测得清晰、张开良好的眼图，无明显码间干扰，验证了系统的可靠传输能力。

最终芯片实现 6 模式 × 6 波长共 36 路独立信道并行传输 ，单信道速率 240 Gbps ，系统总容量达 8.64 Tbps ，各项指标均通过实验严格验证。

图3眼图测试结果

研究团队简介

浙江大学硅基纳米光子集成研究团队（SING） 长期专注于高性能、高集成度硅基集成光子器件 芯 片 及 光 通 信 / 光 互 连 应 用 研 究 ， 成 果 丰 硕 。 团 队 在 Nature 、 Nature Communications、 Light: Science & Applications、 Optica 等顶级期刊发表论文 300 余篇 ，被引超 15000 次 ，荣获中国光学科技一等奖、 中国光学工程学会自然科学一等奖、浙江省自然科学奖一等奖、王大珩光学奖等重要奖项 ，具备显著国际影响力。

团队拥有杰青、优青、国家青年高层次人才等骨干成员，现有科研人员及博硕研究生共100余人，培养的研究生多人入选国家级人才计划、获优秀博士论文相关荣誉。团队面向数据中心、5G等国家重大需求，主持国家重点研发计划等重大项目，深度开展产学研合作。同时与美国 UCSB、 比利时 Ghent 大学等国际顶尖团队密切合作 ，依托教育部光子学国际合作联合实验室 ，全面推进科研与人才培养的国际化发展。

朱明愚博士

赵伟科研究员

戴道锌教授

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