在未来毫米波太赫兹波高速通信应用中，低相噪的源是核心器件，其噪声决定了通信的带宽。而传统电学倍频方法在产生高频率的射频和太赫兹信号时其相噪是随着频率增加而增加的。

通过光学方法，特别是微腔频率梳产生低相噪射频太赫兹源可以克服电学倍频方法的瓶颈，近年来获得学术界的广泛关注和研究。已报道的基于片上微环，回音壁微腔等产生的光频梳微波源，一方面由于微腔模场体积小热噪声较高，另外也还没有达到量子极限噪声水平。

南京大学团队和苏州纳米所梁伟团队、东南大学、复旦大学团队在该合作研究中，使用高品质因子大模场光纤Fabry Perot光腔，基于自注入锁定和空间耦合封装技术，实现了turnkey 紧凑的光频梳发生器，通过高速PD可产生从10GHz~384GHz的低相噪射频太赫兹信号，突破了已报道微腔光梳噪声水平，在特定频偏达到了量子噪声极限，并成功用于高速太赫兹通信系统验证。

该项成果以Low-noise frequency synthesis and terahertz wireless communication driven by compact turnkey Kerr combs为题发表于Nature Communications。苏州纳米所团队在本项研究中获得中国科学院“率先行动”引才计划、国家自然科学基金计划支持。

图1左：自注入锁定微腔光频梳模块实物图。右：产生的光频梳光谱

图2左：光频梳拍频产生的射频信号。右：射频和太赫兹信号相位噪声

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