北京大学电子学院昨日宣布：电子学院常林研究员团队与中国科学院空天信息研究院李王哲研究员课题组合作，2025 年 2 月 25 日在 Nature Electronics 杂志在线发表了题为“Microcomb-synchronized optoelectronics”的研究文章，在世界上首次实现了光子芯片时钟在信息系统中的应用。

该技术基于可量产的超低损耗氮化硅光子芯片，通过光学频率梳生成了高精度、低噪声的时钟信号，突破了传统电子芯片在时钟带宽、能耗和噪声等方面的性能瓶颈。为未来超高速芯片的发展提供了重要解决方案。

传统电子技术生成高频信号时具有带宽窄、信号易失真、功耗高等问题。在光电子系统里，光学合成信号和电子时钟的频率也存在不匹配问题，导致同步困难。为攻克这些难题，研究团队联合研发出基于片上微梳的振荡器，用于光电子系统同步。该振荡器结合集成超高 Q 值谐振器的微梳和自注入锁定技术，能合成覆盖从兆赫兹到 105 GHz 的微波信号，给系统提供共享时频参考，让光学和电子信号自然同步。

研究团队进一步展示了基于该芯片的多波段通感一体系统：通过单一芯片实现了 5G、6G、毫米波雷达等不同电磁波波段的多种功能。可在传感和通信两种模式间灵活切换。这一创新设计不仅简化了硬件结构，还降低了系统的复杂性和成本。该系统实现了厘米级别的感知精度，和调制格式高达 256-QAM 的 6G 通信。