石墨烯光通信器件发展空间广阔 在高速光通信领域应用价值大

  随着互联网以及移动互联网迅速发展,全球数据产生量爆发式增长,推动通信技术不断进步,光通信已经成为通信技术的主流。万物互联时代背景下,光通信网络容量需要不断扩大,以满足海量的数据传输需求。石墨烯光通信器件可以带来极高带宽的超高速数据流,在高速光通信领域具有广阔市场前景。

  在数据量爆发式增长背景下,光通信网络提升方向主要包括提高光通信骨干网络的信息传输速度与传输容量,提高光通信网络节点的信息处理速度与容量以及可调谐性,光通信网络向模块化、集成化发展三大块。其中,光通信网络模块化、集成化发展,主要依靠提高光电子器件性能来实现。石墨烯光通信器件综合性能优异,因此受到关注。

  根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年石墨烯光通信器件行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,石墨烯是一种性能优异的新材料,物理化学性质好,且具有优良的透光性、导电性和导热性,在光电子领域拥有巨大发展潜力。传统光电子材料经过不断开发,现阶段其性能已基本接近物理极限,可开发空间小,无法满足光通信领域不断提高的需求,因此新材料探索极为重要。石墨烯凭借优异的光电特性,可制造小尺寸、大带宽、高响应速度的光电器件,在高速光通信领域具有重要应用价值。

  新思界行业分析人士表示,石墨烯光通信器件可实现超宽带通信,可满足高速数据传输要求,具有优良技术扩展性,并且功耗低,大规模生产时,其成本较低。石墨烯可用来制造调制器、探测器、相干光芯片、开关等多种光通信器件。在5G产业快速发展、物联网终端连接量迅速增多、工业智能化设备不断增加背景下,石墨烯光通信器件地位日益重要,未来有望成为高速光通信系统中的重要组成部分。

  在我国,石墨烯光通信器件研究成果正在不断增多。2016年,北京大学化学与分子工程学院团队,成功在铜箔衬底上制备了不同旋转角度的双层石墨烯,这种旋转双层石墨烯可为超快高敏高选择性光电探测应用开发提供新的机遇。2021年,华中科技大学团队研发出“超高速石墨烯相干光接收机”,为未来超高速相干光通信网络提供了新的可能。

  从政策层面来看,我国“十四五”国家重点研发计划“纳米前沿”重点专项中提出,针对下一代高速光通信技术中的关键支撑材料和器件集成需求,开展面向硅基集成的石墨烯单晶精准合成及规模化制备技术,研制与硅基光波导技术结合的片上集成石墨烯高速光通信器件。总的来看,我国石墨烯光通信器件行业未来发展空间巨大。

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