2026年7月8日，中心在 Optics Letters 发表论文“Ultra-compact high-Q silicon microring resonator for terahertz microwave photonics”。研究通过优化硅微环的弯曲结构，在标准硅光代工工艺上实现本征品质因子 3×10⁶、自由光谱范围 425 GHz 的超紧凑微环谐振器，并验证了最高 110 GHz 的微波光子滤波，为高频信号的精细频谱处理提供了器件基础。

微环谐振器能够选择特定频率的光信号，是集成微波光子滤波电路的重要器件。品质因子越高，通常越有利于获得窄线宽响应；自由光谱范围越大，则越有利于拓宽无混叠处理范围。但要增大自由光谱范围，需要缩短微环光程，而更小的弯曲半径又容易引入额外损耗，使品质因子下降。如何在紧凑尺寸下兼顾这两项性能，是高频微波光子器件设计中的难点。

中心提出多模干涉辅助的广义欧拉—圆弧弯曲结构，通过设计波导曲率随传播位置的变化，使弯曲过渡更平滑，抑制不需要的高阶模式激发，并利用受控的模式演化降低损耗。器件的有效弯曲半径约为 5.5 μm，在标准硅光工艺下保留了小尺寸与低损耗的特点。

图1 超紧凑硅微环的微波光子滤波原理及弯曲结构设计

实验测得器件自由光谱范围为 425 GHz，在约 1546.04 nm 处的光学谐振线宽约为 150 MHz，对应加载品质因子约 1.26×10⁶；考虑耦合条件后，提取的本征品质因子达到 3×10⁶。这些结果表明，所提出的弯曲结构能够在较小尺寸下兼顾大自由光谱范围与高品质因子。

为验证器件的信号处理能力，研究人员将微环接入由激光器、相位调制器和光电探测器组成的微波光子滤波链路，通过调节激光波长与微环谐振峰的失谐量，获得可调带通响应。实测在 6—110 GHz 范围内保持了较一致的通带形状。根据 425 GHz 自由光谱范围估算，器件具有约 200 GHz 以上的潜在无混叠工作范围，但超过 110 GHz 的滤波能力尚需进一步实验验证。

该研究为紧凑硅光电路中的窄带滤波提供了可实现的器件方案，可用于进一步探索高频通信、感知与雷达中的信道选择和干扰抑制。黎文灿为论文第一作者，陶子涵、陈睿轩和舒浩文为论文的通讯作者。研究得到国家自然科学基金、江苏省前沿技术研发计划、教育部基础学科与交叉学科突破计划支持。

论文原文：https://doi.org/10.1364/OL.603822