【内容概述】该研究提出了一种创新的高相干并行化策略，通过自注入锁定微梳状激光器来注入锁定分布式反馈激光器（DFB lasers），实现了在集成光子学中高相干、高功率和高电光效率的结合。研究团队利用这一策略，成功地在硅光子（SiPh）收发器上演示了超过60 Tbit/s的数据传输速率，并显著降低了相干数字信号处理（DSP）的负担。这项工作不仅展示了创纪录的60 dB芯片增益，而且实现了线宽低至10 Hz的高相干信道，整体电光效率达到19%，与先进半导体激光器相媲美。此外，该方法还减少了硬件成本，提高了能源效率，并有望推动通信、量子计算和激光雷达等多个领域的发展。这项研究为实现大规模、高性能、大容量的相干光系统铺平了道路，有望解决由于流量需求爆炸式增长带来的芯片间和数据中心间互联问题，为未来光通信网络的发展带来了新的希望。
为了提高相干性，通常将III-V族激光器与高品质因子微腔结合，以有效降低线宽至1kHz以下并产生光频梳。然而，这种方法牺牲了功率和每个通道的WPE。近年来发展的微腔光频梳技术可以实现单个器件的多波长产生，但其每个通道的功率通常低于-10dBm。因此，系统中通常需要增益超过30dB的放大，这对集成式掺铒光纤放大器和半导体光放大器提出了挑战，并且这两种方法都会不可避免地引入额外的噪声。集成相干系统面临的另一个挑战是巨大的DSP开销。相较于强调直检的光通信系统，相干检测需要更复杂的DSP来精确恢复频率和相位信息，这显著增加了功耗预算，因此通常需要专用的芯片进行处理。为了在下一代数据中心部署先进的相干通信系统，DSP芯片必须采用3nm制程的CMOS工艺以降低功耗。此外，复杂的DSP也使得实时数据处理变得更加困难。虽然诸如激光同步等方法已被提出用于减少对DSP的需求，但这些方法往往需要体积较大的窄线宽光源和锁相环技术，从而显著增加了系统的硬件负担。
(文献原文见附件)
