近日，信息与通信工程学院邱昆教授、周恒教授团队，联合南开大学文花顺教授、华中科技大学徐竞教授等科研团队，在全光信号处理、光电融合技术领域取得多项重要研究进展。
一、高效光学分频实现超低噪声微波源
光学分频技术能够将激光光场的极致频谱纯度传递至微波、毫米波、太赫兹波段，是目前产生最高频谱纯度信号源的核心手段，其噪声性能显著优于传统电子学振荡器。然而，传统光学分频系统长期面临结构复杂、维护难度高、体积功耗大、成本昂贵等瓶颈，严重制约了其大规模工程应用与推广。针对上述难题，研究团队创新性地提出并实现了一种基于共腔双色布里渊激光器的光学分频新方案。该方案利用具备微赫兹级Schawlow-Townes基础线宽的布里渊激光作为光学频率参考，通过共腔结构实现了热噪声与电子噪声的共模抑制。在此架构下，采用极小分频比即产生了超低相位噪声的10 GHz微波信号：在10 Hz、10 kHz和10 MHz频偏处，相位噪声分别低至-90dBc/Hz、-155 dBc/Hz 和 -172 dBc/Hz，时间抖动仅1.15飞秒，系统复杂度相比传统方案大幅降低，兼具高性能与小型化潜力，有望为高性能微波信号源、先进雷达系统提供核心器件支撑。相关成果以“Superefficient optical frequency division referenced to μHz Schawlow-Townes-linewidth quantum noise–limited lasers”为题发表于国际学术期刊Science Advances。
图1 利用光学分频技术产生10 GHz微波信号的相位噪声及频谱性能
二、集成光学频率梳的全光频率锁定技术
超稳激光具备极高的相位相干性与频率稳定度，是基础物理研究、精密光学测量、高精度光谱探测、天文观测等前沿领域不可或缺的核心光源。然而，传统超稳激光依赖高精细度光学参考腔，并须配合高真空环境与严苛的隔振控制，导致系统体积庞大、成本高昂、维护复杂，且应用场景被局限于专业实验室。针对上述挑战，研究团队创新性地提出利用集成光学频率梳的全光频率锁定技术，利用微腔光梳非线性动力学与光学注入锁定效应，将光梳泵浦模式频率与重复频率分别锁定至超稳激光光学参考，以及超低噪声微波频率参考。经全光锁定后，产生了100根集成微腔光频率模式，每个模式积分线宽均达亚赫兹水平，频率稳定度优于10-15@1s水平，为迄今报道的噪声最低、稳定度最高的微腔光学频率梳。该技术有望显著降低超稳激光的应用门槛，实现超微激光的多波长扩展，推动其实际应用。相关成果以“All-optical multiplication of ultrastable lasers using Kerr microcomb chip”为题发表于国际学术期刊Chip。
图2 集成微腔光频梳的全光锁定原理图及关键结果
上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、四川省重点研发计划等项目资助。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aed1856
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.chip.2026.100193
