新型激光无线技术以Wi-Fi一半的能耗实现了创纪录的速度

【中国观察2026年04月04日讯】


科学家们推出了一款尺寸小于一毫米的光无线数据传输芯片。

它使用 25 个激光器阵列，传输速度为每秒 362.7 吉比特。

该系统消耗的能源大约只有传统 Wi-Fi 的一半。

它将光线塑造成结构化的网格，以防止干扰并实现多用户功能。

这项技术旨在补充高流量室内空间的现有网络。
科学家们刚刚公布了一项无线技术突破，这项突破有望让如今的互联网体验如同拨号上网一般。研究人员开发出一种尺寸小于一毫米的芯片，它利用25个微型红外激光器阵列，以惊人的每秒362.7吉比特的速度传输数据。这种光无线系统不仅速度惊人，而且能耗仅为传统Wi-Fi的一半左右，有望带来更快、更环保、更可靠的室内网络连接。


在视频流媒体、虚拟现实和数十亿联网设备的推动下，无线数据流量的持续增长正将传统的无线电技术推向极限。无线电频谱拥挤、信号干扰严重，能源需求也持续攀升。这项发表在《先进光子学联盟》（Advanced Photonics Nexus）上的新研究，将目光转向了频谱的另一个部分：光。

利用光能实现并行数据流
这项革命性技术的核心在于定制的5x5垂直腔面发射激光器（VCSEL）阵列。这些高效的半导体激光器常用于数据中心，采用标准工艺制造。阵列中的每个激光器都可以独立控制，传输各自的数据流。通过并行运行多个激光器，该系统实现了远超单个光源的庞大总容量。


整个激光阵列集成在一个 845 × 810 微米的芯片上，使其适用于集成到紧凑型接入点甚至未来的设备中。研究指出，“该配置由 25 个可独立寻址的孔径组成，这些孔径呈规则网格排列”，突显了该设计的可扩展性。

创纪录的速度和结构光
在测试中，该团队建立了一条两米长的自由空间光链路。他们采用了一种能将数据高效打包到频率信道中的调制方案，激活了25个激光器中的21个。单个激光器的传输速度在每秒12.8到18.64吉比特之间。整个系统的总数据传输速率达到了每秒362.71吉比特，在芯片级光无线发射器中名列前茅。


关键挑战在于如何防止多束光束相互干扰。研究人员设计了一种紧凑型光学系统，该系统能够将发射光整形并导向接收面上均匀分布的方形照明区域，形成结构化的网格。这种精确控制使得同一房间内的不同用户或设备能够使用不同的光束，从而实现真正的多用户功能。

对现有网络的补充
或许最引人注目的优势在于其能源效率。随着数据需求的激增，无线基础设施的能耗已成为一个至关重要的经济和环境问题。该光学系统采用本身就非常高效的激光光源。研究人员测得其每比特能耗约为1.4纳焦耳。他们指出，这“大约是同类条件下主流Wi-Fi技术的一半”，使得该系统的能源效率几乎提高了一倍。


该团队明确表示，这项技术并非旨在取代 Wi-Fi 或蜂窝网络，而是作为其补充。光纤无线链路可部署在办公室、住宅和数据中心等室内场所，以处理高容量流量，从而缓解不堪重负的无线电频段的拥堵状况。


这项突破标志着我们迈向未来的切实一步。研究人员将紧凑型激光阵列、高速数据传输和智能光束控制相结合，构建了一个可扩展的下一代网络平台。这提醒我们，有时解决现代问题的方案并非争夺拥挤的无线电资源中更大的份额，而是点亮照明。


本文参考资料包括：


ScienceDaily.com


SciTechDaily.com


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