据中国激光杂志网，于2023年08月20日报道， 受到高比特率无线服务（例如6G无线通信）、超高清视频、海量数据无线下载等无线传输的需求不断增长的推动，地面无线通信的数据速率向着超100 Gbit/s甚至 1 Tbit/s 的方向快速发展。此外，随着天基高分辨率对地观测系统的空间分辨率的提升，未来空间各种侦察卫星、飞行器等总的数据传输速率需求将达到100 Gbit/s 量级，更高速率的信息传输也是卫星通信的必然趋势。
太赫兹频段介于微波与红外光之间，拥有巨大带宽，相较于毫米波可以在较低频谱效率的情况下实现超高的无线通信速率，其信号传输的方向性更好；相较于红外光通信，太赫兹波对云雾穿透力更强，可以在大风、沙尘和浓烟等恶劣环境下进行正常通信，具有更高的鲁棒性。
根据太赫兹信号的生成方法，将太赫兹通信系统分为电子学系统与光子辅助系统两类。其中光子辅助太赫兹无线通信典型系统先采用电光调制器将基带信号调制到光载波上，再通过光学外差法产生太赫兹信号，可实现超高速的无线通信。而且光子辅助太赫兹无线通信系统结合光载射频 (Radio on Fiber, RoF) 技术，能与现有的光纤网络无缝融合，共享城市基础设施，大大降低网络升级的成本。
鉴于光子辅助太赫兹无线通信技术在通信速率、频率灵活调控、可与光纤接入网无缝融合等方面的优势，在未来无线通信中有巨大发展潜力，本文着重总结分析了光子辅助太赫兹无线通信系统的研究动态。
关键技进展
1、光子辅助太赫兹矢量信号生成技术
在光子辅助太赫兹无线通信系统的发射端，与光通信系统类似，需采用电光调制器将基带数据调制到光载波上。然后经过UTC-PD与光本振混频生成各种调制格式的太赫兹信号。电光调制器是其中的核心器件之一。近年来，面向高速集成光通信/微波光子/光子辅助太赫兹技术，超大电光调制带宽、低损耗、工作电压与互补金属氧化物半导体兼容的芯片级电光调制器成为了研究焦点，图1展示了几种典型的超大带宽电光调制芯片。
2、光子辅助太赫兹接收技术
电子接收机工作频率的调谐性无法与光子辅助发射机相匹配，限制了整个通信系统的灵活性。光子辅助太赫兹接收技术可以克服这一限制。图2为几种光子辅助太赫兹外差接收方法。
3、光子辅助太赫兹无线通信性能优化
为了更好地推动光子辅助太赫兹无线通信系统的应用，需要增大通信容量和传输距离。光子辅助太赫兹无线通信系统汇集了光子技术和电子技术的优势，其发射前端与光通信发射机类似，可利用光通信中光偏振复用技术和光波分复用技术，以及无线电中的多入多出技术和天线极化复用技术等独立或者组合的方式，提高整个光子辅助太赫兹无线通信系统的通信容量和传输距离。此外光通信中的概率整形技术也可以有效提升太赫兹通信系统灵敏度，弥补远距离无线传输时，系统信噪比不足以支持高阶调制格式的问题。
总结与展望
经过近20多年的发展，光子辅助太赫兹无线通信系统在电光调制、光子辅助接收、光学和无线电多维复用以及概率整形等技术方面得到了深入研究。这些研究成果展现了该通信技术在通信速率、频率灵活调控方面的优势。但与工程应用需求相比，目前研究的光子辅助太赫兹无线通信系统还存在一些不足，后续还需要采用电子学系统中的高增益/大功率放大器、阵列式天线、太赫兹信号处理等技术，进一步促进系统传输距离、通信速率、可靠性和小型化等性能提升，推动太赫兹通信技术的发展应用。
团队介绍
中国空间技术研究院西安分院前沿技术创新团队长期致力于空间太赫兹通信和空间微波光子技术应用研究。团队承担民用航天、航天支撑、国家863等项目，面向空间高速数据传输对新技术的迫切需求，针对太赫兹通信和微波光子技术空间应用，开展太赫兹高精度自适应跟瞄、光子辅助太赫兹通信、微波光子交换转发、微波光子阵列变频等关键技术攻关，产出了一系列创新成果。
