中国的光子引擎利用白光传输信息,可支持6G网络


一束白光,穿越1.2公里的空气,携带着海量数据抵达终点。这不是科幻场景,而是中国科学家刚刚在实验室里完成的现实。

华南理工大学夏志国教授团队研发的激光驱动光子引擎,近日登上Cell Press旗下顶级期刊《Matter》。这项成果被认为是迄今为止支持6G可见光通信技术最直接、最有力的实验证据之一。

一束白光能走多远?

传统的可见光通信(VLC)并不是新鲜概念。用光传递信息,人类早在用镜子反射阳光传递军事信号的时代就已经实践过了。

现代版本的VLC通常依赖LED光源,但问题在于,LED的亮度和调制带宽都存在明显天花板,信号在几米之外就会迅速衰减,根本不适合城市级别的无线通信部署。

夏志国团队的突破,核心在于换掉了这个"心脏"。他们用激光替代LED,驱动一种由特殊陶瓷材料制成的光子引擎,让它发射出高质量的白光。这束白光不仅亮度远超传统方案,调制带宽也大幅提升,最终实现了1.2公里的稳定数据传输距离,将VLC的实用射程提升了一到两个数量级。

这种陶瓷材料的制备方式同样值得关注。研究人员采用了一种称为"阶梯式玻璃结晶工艺"的方法,在特定的铝硅酸盐玻璃体系中,通过精心设计结晶能垒、激活离子迁移通道,最终制备出晶圆级别的准透明陶瓷。这意味着它可以像芯片一样批量制造,成本控制有了现实基础。

6G需要什么,这个引擎能给什么?

要理解这项研究的意义,必须先搞清楚6G到底在追求什么。

如果说5G是一条信息高速公路,那么6G的目标是打造一个会思考的通信网络。它不只是传输速度的提升,更要整合感知、计算和连接三种能力,让网络本身能够"看"到周围的人和物,"听"到微弱的信号变化,甚至结合AI实时做出决策。

这对无线频谱提出了极高要求。目前的射频频段已经高度拥挤,可见光频段作为尚未大规模开发的宝贵资源,自然进入了各国研究者的视野。激光驱动的白光通信,正是打开这扇门的钥匙之一。

夏志国表示,这项研究也为激光照明在无人机物流、低空飞行网络等新兴场景中的应用提供了强有力的实验支持。

当然,这个引擎目前还有明显短板。它的发射光谱主要集中在500至650纳米的黄绿波段,红色成分较少,显色指数偏低,在需要高度还原真实色彩的照明场合表现有限。数据传输速率虽然远超传统VLC,但与光纤相比仍有差距。

距离商用还有多远?

研究团队对下一步已经有了清晰规划。他们计划引入荧光寿命更短、发射带宽可调的新型发光材料,进一步突破当前的速率瓶颈。

更重要的一步,是将激光光学系统与传统射频系统融合部署,形成互补架构。晴天用光,雨天用射频,两套系统无缝切换,才能真正保证恶劣天气下的通信可靠性。

夏志国还强调了AI在这套系统中的核心角色。通过AI驱动的链路自适应算法,网络可以根据实时环境动态调整数据速率和光功率,最终构建出天空、地面、海洋全覆盖的6G网络骨架。

从实验室到基站,再到千家万户的智能设备,这条路或许还需要数年时间。但一束白光穿越1.2公里的那一刻,已经足够说明方向是对的。

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更新时间:2026-05-26

标签:科技   光子   中国   引擎   信息   网络   白光   可见光   激光   射频   速率   频段   用光   信号

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