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专题一：基础研究

Session 1: Fundamental Research

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报告人简介
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  • 苏翼凯
  • 王健
  • 王兴军
  • 时尧成
  • 王霆
  • 刘峰奇
  • 管小伟
  • 戴道锌
  • 张昭宇
  • Juejun Hu
  • 成步文
  • 陈佰乐
  • 郭旭涵
  • 张林
  • 刘柳
  • 周林杰
  • 陈思铭
  • Mengjie Yu
  • 孙贤开
  • 林强

  • On-chip high order mode division multiplexed transmission

    苏翼凯   上海交通大学

    Yikai Su received the Ph.D. degree in EE from Northwestern University, Evanston, IL, USA in 2001. He worked at Crawford Hill Laboratory of Bell Laboratories and he joined the Shanghai Jiao Tong University as a Full Professor in 2004. His research areas cover silicon photonic devices for information transmission and switching. He is the chair of IEEE Photonics Society Shanghai chapter, a general co-chair of ACP 2012, a TPC co-chair of ACP 2011 and APCC 2009. He also served as a TPC member of a large number of international conferences including CLEO (2022- , 2016-2018), OFC (2020-, 2011-2013), ECOC (2013-2017). Prof. Su is a senior member of IEEE and a Fellow of OSA.

    报告摘要：
    We demonstrate a 16-channel mode division (de)multiplexer on a silicon chip enabled by gradient subwavelength gratings. A record high order mode multiplexing (TE0 ~ TE15) on one polarization is achieved. 16-channel 112-Gbit/s 16-QAM signals are transmitted on chip to achieve a 1.51-Tbit/s/polarization/wavelength capacity at 1550 nm. Seven neighboring 50-GHz spaced WDM channels are loaded with ASE noise, indicating a potential spectral efficiency of 30.2 bit/s/Hz.

  • 硅基结构光场调控研究进展

    王健   华中科技大学

    王健，华中科技大学博士、教授、博导，美国南加州大学博士后，武汉光电国家研究中心副主任。入选国家优秀青年科学基金、长江学者奖励计划青年学者、国家万人计划青年拔尖人才、英国皇家学会牛顿高级学者。第1完成人2016和2019年两次获教育部自然科学奖一等奖。2020年获教育部青年科学奖。2020年当选OSA Fellow。主要研究方向是多维光通信、光信号处理、光场调控、光电子器件与集成、硅基光子学。主持国家重点研发计划、国家973计划课题和国家自然科学基金国际合作等项目10余项。第一/通信作者发表Science、Nature Photonics、Nature Communications、Science Advances、Light: Science & Applications、Physical Review Letters、Optica、Laser & Photonics Reviews、ACS Photonics等SCI论文180余篇。国际会议邀请报告100余次（OFC2014 Invited Talk、OFC2016 Tutorial Talk）。担任Optics Letters的Topical Editor、Chinese Optics Letters的Topical Editor、Light: Science & Applications和Optics Express的Guest Editor等编辑。担任Nature Photonics和Nature Communications等审稿人。

    报告摘要：
    结构光场具有空间变化的幅度、相位和偏振分布，其充分利用了光波空间维度资源，近年来在光学操控、光镊、传感、测量、显微、成像、量子信息和光通信等领域获得了广泛应用。该报告将主要综述硅基结构光场调控的研究进展，包括硅基凹槽型波导调控涡旋结构光，硅基超表面调控涡旋结构光，以及硅基超紧凑全息光栅调控宽带和偏振多样性涡旋结构光。在此基础上，将进一步简要介绍基于其他类型光子集成芯片的结构光场调控研究进展。

  • 硅基光电子芯片及其系统应用

    王兴军   北京大学

    王兴军，男，北京大学教授，博士生导师，电子学系副主任，区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室副主任，信息与通信研究所副所长，国务院学科评议组成员，入选教育部青年长江学者（2015），入选教育部新世纪优秀人才（2013），国家自然科学基金重点项目负责人，科技部863重大项目课题负责人，科技委高技术重点研发项目负责人，科技委主题专家组专家，国防科技大学兼职教授。主要研究方向包括数据中心光收发芯片和系统，微波光电子芯片与系统，硅基片上光放大器与激光器，硅基-传感/二维材料/非线性等新型器件。

    报告摘要：
    硅基光电子集成芯片技术，就是研究和开发以光子和电子为信息载体的硅基大规模集成芯片。即利用硅或与硅兼容的其他材料，应用硅工艺，在同一硅衬底上同时制作若干微纳量级，分别以光子和电子为载体的信息功能器件，形成一个完整的具有综合功能的新型大规模集成芯片。硅基光电子具有与CMOS工艺兼容，借助成熟的微电子加工工艺平台可以实现大规模批量生产，具有低成本、高集成度、高可靠性的优势，是实现光电子和微电子集成的最佳方案，是一项革命性的技术，必将为人类信息社会的产业革命带来又一轮重大的飞跃。因此，开展高速低成本低能耗硅基光电子芯片大规模集成技术研究势在必行。本报告将介绍硅基光电子集成芯片技术的最新发展成果及其系统应用。

  • 面向多维复用的硅基亚波长光子器件研究

    时尧成   浙江大学

    时尧成，浙江大学教授，国家优秀青年基金获得者。主要从事光通信器件，光互连、光传感用光子集成芯片的研究，近年来在Laser & Photonics Reviews、Optics Letters等光学领域权威期刊共发表SCI收录论文130余篇，被引用3000余次，获邀作国际会议邀请报告20余次，并获已授权国家发明专利12项。作为项目负责人先后承担国家优秀青年科学基金、国家重点研发计划课题等国家级项目10余项，获浙江省自然科学一等奖、中国光学学会光学科技一等奖等奖项。

    报告摘要：
    硅基亚波长光栅通过改变亚波长光栅取向、占空比与包层材料折射率，可以实现对等效介质的折射率、偏振特性与色散特性进行多维度调控，具有实现新型高性能光子器件的巨大潜力。针对多为服用在偏振调控、模式调控以及垂直耦合相关器件的应用需求，将具有新颖光学特性的硅基亚波长光栅与硅基集成光子器件结合，突破传统器件设计的性能瓶颈，实现包括超宽带偏振调控器件、超小半径多模波导弯曲、低损耗多模波导交叉以及高效垂直光栅耦合器在内的一系列新型硅基集成光子器件。

  • 硅基及SOI基可集成光源

    王霆   中国科学院物理研究所

    中国科学院物理研究所副研究员，入选中国科学院物理研究所引进海外杰出人才计划和中科院青年促进会会员。博士毕业于英国伦敦学院大学，硕士毕业于英国谢菲尔德大学，本科毕业于英国南安普顿大学。在该领域期刊发表学术论文近100篇，其中包括 《Nature Photonics》，《Nature Communications》，《Laser & Photonics Review》，《Nano Letters》，《ACS Applied Materials & Interfaces》，《Advanced Materials》等。

    报告摘要：
    由于硅是间接带隙半导体，不具良好的发光特性，因此实现硅基光电子集成的首要任务是如何实现硅基高效率发光且具备CMOS兼容性的激光光源。通过利用特殊的硅基图形结构和III-V族/IV族混合外延生长技术，实现了硅基和SOI基高质量InAs量子点电泵浦激光器和微腔激光器的制备，为未来硅基光电芯片集成铺垫了道路。

  • Si基中长波红外半导体激光器可能路径

    刘峰奇   中国科学院半导体研究所

    刘峰奇，理学博士，中国科学院半导体研究所研究员，主持完成2005年国家杰出青年科学基金、2013年国家973项目和国家自然科学基金重点项目等。长期从事红外及THz量子级联激光材料与器件应用基础研究。研制出一系列波长3.5-16.5微米及频率2.9-5.5THz的实用化量子级联激光器，可用于环境污染监控、生化危险品检测等领域。刘峰奇领导的研究团队已为国内外50多家用户提供实用化的量子级联激光器。

    报告摘要：
    硅基光电子集成目前主要集中于光通讯波段，瓶颈问题是Si基激光器。将硅基光电子集成拓展到中远红外波段，潜在的应用范围更广，这同样需要Si基红外半导体激光器。量子级联激光器和带间级联激光器是红外波段最具发展前景的半导体激光器，能够实现室温连续工作的主要以InP衬底上InGaAs/InAlAs材料体系和InAs衬底上的InAs/AlSb材料体系量子级联激光器及GaSb(或InAs)衬底上的InAs/Ga(In)Sb/AlSb带间级联激光器。Si基InAs/AlSb量子级联激光器已有报道，而中科院半导体所和英国伦敦大学学院合作开展了InP/Ge/Si衬底上量子级联激光器的探索。该报告主要介绍目前在Si基红外半导体激光器的进展和可能的途径。

  • 硅基金属氧化物光子学: 现状与展望

    管小伟   丹麦科技大学

    管小伟博士分别于东南大学和浙江大学获得学士（2009年）和博士学位（2014年）。他于2014年加入丹麦科技大学光子工程学系（DTU Fotonik）从事博士后研究并于2019年9月起任研究员/助理教授。他的研究工作主要集中在硅基光子学、片上集成传感系统、片上非线性光波导和器件以及可编程集成光电器件等领域。他迄今已在Optics Letters, Optics Express, Sensors等本领域知名期刊发表SCI收录论文20余篇，论文总被引用近千次，其中3篇论文单篇被引用超过100次。他多次受邀在本领域重要会议做报告并受邀担任学术期刊Photonics（SCIE 收录）硅基光子学特刊的客座编辑，同时参与Nature Communications，Optics Letters等十余种学术期刊的审稿工作。

    报告摘要：
    硅基光子技术正被学术界和产业界广泛关注，并已初步应用于数据中心、健康和环境监测、量子信息处理等领域。目前硅基光波导的主流芯层材料为硅和氮化硅。然而，这两种材料在光子学应用中都有其局限，如硅在可见光波段不透明、在通讯波段非线性吸收强及热敏感等，而较小的折射率则限制了基于氮化硅波导的器件的集成度。基于金属氧化物--如氧化钛、五氧化二钽、铌酸锂、氧化铝、氧化锑等--的波导可以在不同方面缓解乃至解决硅或氮化硅波导的上述限制。本报告总结了近年来硅基金属氧化物波导的发展，并重点展示我们最近在氧化钛光子学上的研究进展。

  • Silicon Photonics beyond the singlemode regime

    戴道锌   浙江大学

    戴道锌，浙江大学求是特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者（2017年）、国家重点研发计划项目负责人、Springer Nature期刊《Optical and Quantum Electronics》主编，现为光电科学与工程学院副院长、教育部光子学与技术国际合作联合实验室主任、浙江大学先进光子学国际研究中心主任。致力于高性能高集成度硅基集成光子器件及应用研究，在Nature、Nature Comm.、Proc. IEEE、Light Sci. Appl.、Laser Photon. Rev.、Phys. Rev. Lett.等期刊发表论文230余篇（特邀综述20余篇）。论文被引用12300余次（Google Scholar），入选历年爱思唯尔《中国高被引学者榜单》。顶级国际学术会议-美国OFC等教程/主旨/特邀报告等90余次，任ICOCN 2019/2021、ACP 2021/2018等大会技术委员会主席/共主席。先后获浙江省科学技术一等奖、中国光学学会光学科技一等奖、王大珩光学奖、浙江省自然科学奖一等奖等。

    报告摘要：
    Silicon photonics has been very attractive due to its unique advantages and has been developed successfully in the past years. In order to satisfy the demands in really applications, it is very desired to develop new-generation silicon photonics with very high performances in the near future. For most silicon photonic devices, the performance (like loss, crosstalk, etc.) is limited by the random errors of amplitude and phase introduced by the random deviation in the fabrication. Here we propose and discuss the concept of new-generation silicon photonics beyond the singlemode regime. With this new concept, we have successfully developed ultra-high-Q resonators, ultra-low-loss delaylines, etc., by breaking the singlemode condition.

  • Ultra-low threshold InAs/GaAs quantum dot microcavity lasers on silicon (001)

    张昭宇   香港中文大学

    张昭宇博士分别于1998和2001年在中国科学技术大学获应用力学专业的学士和硕士学位；2007年获加州理工学院电子工程博士学位。2008至2011年，他在加州大学伯克利分校化学系从事博士后研究，同时受聘于劳伦斯伯克利国家实验室。2011回国， 2015年入职香港中文大学（深圳）。主要的工作成绩包括第一个红光光子晶体激光器（可见光波段第一个超小型激光器）、第一个尺寸小于1微米的激光器（当时尺寸最小，可高度集成的激光器），第一个微流控染料激光器（可集成微流控生物芯片的激光器），第一个光泵浦可单片集成硅基光子晶体激光器（发表在自然子刊上，证明下一代硅光集成芯片单片集成的可能）等。在Nature Communications, Advanced Materials, Physics Review Letters, Optica, Photonics research, Optics Letters, Applied Physics Letters 等国际刊物发表多篇文章。

    报告摘要：
    Silicon photonics technology has monolithically integrated optical components such as waveguides, modulators, beam splitters, detectors, but currently silicon photonics technology cannot monolithically integrate the light source of the core component, that is, semiconductor laser. So, III-V microcavity lasers directly grown on silicon substrate is a promising way to realize Si based photonics integration circuits, which might be an effective way to solve the problem of the limitation of Moore’s Law in electrical integrated circuits. In addition, semiconductor lasers with quantum dots (QDs) as gain material have been extensively investigated due to its robust tolerance to defects. Here, we present several QDs microcavity lasers. 1.Microdisk lasers, which include the characteristics of small footprint (D ~ 2 μm) as well as low lasing threshold of ~ 3 μW. 2.2D photonic crystal (PC) membrane lasers, which exhibit single-mode operation with an ultra-low threshold of ~ 0.6 μW. 3.1D photonic crystal nanobeam resonators, which present a nanoscale physical volume of ~ 8×0.53×0.36 μm3 and low lasing threshold of ~ 0.8 μW. All of these three microcavity emitters were continuous-wave (CW) optically pumped at room-temperature using a 632.8 nm He-Ne laser as the excitation source.

  • Electrically switched zero-loss phase change materials for silicon photonics

    Juejun Hu   麻省理工学院

    Juejun (JJ) Hu received his B.S. from Tsinghua University, China, in 2004, and his Ph.D. from Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA, in 2009, both in materials science and engineering. He is currently an associate professor at MIT's Department of Materials Science and Engineering. Prior to joining MIT, he was an Assistant Professor at the University of Delaware, USA from 2010 to 2014. He has been recognized with the SPIE Early Career Achievement Award, the Robert L. Coble Award from the American Ceramic Society, the Vittorio Gottardi Prize from the International Commission on Glass, the DARPA Young Faculty Award, and the NSF CAREER Award, among others. His research primarily focuses on integrated optics and photonics. His main technical contributions include the demonstration of digital Fourier Transform (dFT) spectroscopy, mechanically flexible and stretchable photonic circuits, a panoramic dielectric metasurface lens, an optical phase change material with broadband bi-state transparency, and the first optical isolator monolithically integrated on silicon.

    报告摘要：
    Optical phase change materials (O-PCMs) exhibit extraordinarily large optical property change (e.g. refractive index change > 1) when undergoing a solid-state phase transformation, thereby offering a highly attractive material platform for reconfigurable photonic integrated circuits. Here we report integration of chalcogenide phase change materials in the Lincoln Laboratory 8” Si foundry process and the demonstration of electrothermally switched phase-change photonic devices building on a wafer-scale silicon-on-insulator heater platform. A zero-static power and electrically-driven phase shifter featuring record phase modulation up to 0.09 π/μm and a low excess loss of 0.0055 dB/π was realized. A diverse cohort of programmable photonic devices were demonstrated based on the ultracompact PCM phase shifter.

  • 高性能硅基光电探测器

    成步文   中国科学院半导体研究所

    成步文，中国科学院半导体研究所研究员，他20多年来一直致力于硅基光电子材料和器件的研究，在硅基SiGe、Ge、GeSn、GePb等Ⅳ族材料外延生长、特性研究、器件研制等方面做出了系统性研究工作。在国内率先开展GeSn合金材料和器件研究，将其探测器波长覆盖全通信波段；在国际上开拓GePb合金材料研究，首先开展GePb能带结构理论探索并实现GePb单晶材料外延生长。发表学术论文240余篇，获得国家发明专利25项。

    报告摘要：
    近年来，硅基光电探测器的研究取得了飞速的发展，为了满足硅基光电子技术进一步发展的要求，对于硅基光电探测器在暗电流、带宽、灵敏度、工作波长等方面提出了新的更高的要求。报告将介绍我们近年在硅基Ge/Si和GeSn/Si光电探测器方面的研究进展，主要包括：（1）采用选区外延和纳米复合钝化技术降低暗电流；（2）集成补偿电感提高探测器带宽；（3）吸收区与倍增区分离的Ge/Si APD实现高灵敏探测；（4）采用GeSn材料作为吸收层向长波方向拓展应用波长。

  • 硅基InAs量子点探测器

    陈佰乐   上海科技大学

    陈佰乐于2007年本科毕业中国科学技术大学近代物理系，后分别于2009年和2013年在美国弗吉尼亚大学获得物理学硕士学位和电子工程博士学位。随后他加入位于美国俄勒冈的Qrovo (前身为Triquint Semiconductor)总部任射频产品研发工程师。在工业界从事多年之后，他于2016年1月全职加入上海科技大学信息科学与技术学院，现为常任副教授（tenured）、研究员、博士生导师。2019年8月至2019年11月，他应邀在美国加州大学圣芭芭拉分校电子计算机工程系（John Bowers教授组）访问。他现为IEEE Access的副主编，同时也是IEEE Senior Member。陈佰乐的研究兴趣为III-V族红外探测器，高速探测器等。

    报告摘要：
    Infrared photodetectors have many applications in areas such as gas monitoring, chemical sensing and infrared imaging. While III-V infrared photodetectors have been demonstrated on GaAs, InP, InAs and GaSb substrates, the cost of these III-V substrates is still high as compared to Si substrate. Moreover, these technologies aren’t compatible with standard silicon CMOS technology. Therefore, direct integration of III-V materials with CMOS technology is highly desirable, which can significantly reduce the cost of the current technologies. In this talk, I will review the performance of III-V photodetectors monolithically grown on Si, such as quantum dot infrared photodetectors, quantum dot quantum cascade photodetectors.

  • 介质超材料辅助的硅基片上光场调控

    郭旭涵   上海交通大学

    郭旭涵，上海交通大学副教授，博导。2009年获华中科技大学学士学位, 2014年获英国剑桥大学博士学位，2014-2017年在剑桥大学担任博士后研究员，获得剑桥大学St Edmund学院 SANTANDER科研奖。2018年入选上海市“扬帆英才计划”。主要研究方向为硅基激光器、硅基光子集成、神经光网络芯片等。目前在光学领域国际核心期刊SCI和重要国际会议EI论文30余篇。在研主持国家科研项目6项。担任IET Optoelectronics 副主编, 《半导体学报》客座编辑，是 IEEE/OSA 会员，IEEE Photonics 上海分会秘书, 国际会议ACP2021 Workshop Chair, 并是多个国际会议技术委员会委员（ECOC、CLEO-Pacific Rim, GFP等）。

    报告摘要：
    硅基光电子器件有高速、宽带、低功耗、低成本和高集成度等诸多优点，能极大改善网络总体性能，被认为是高速大容量光通信网络和数据中心片上光互连演进的“下一代网络关键技术”之一。而硅基介质超材料可应用于调控光传播的波前，从而操控光信号传输的自由度, 实现更小尺寸、更大宽带以及更低损耗的片上集成光子芯片。我们将从硅基片上介质超材料辅助的超紧凑高密度集成硅基光电子器件的角度，探索实现高性能和多功能的光模式，滤波和耦合等光场调控。

  • 面向宽带非线性应用的色散平坦技术进展

    张林   天津大学

    张林，天津大学教授，博导。获清华大学学士和硕士学位及美国南加州大学博士学位，2011至2015年在美国麻省理工学院做博士后。主要从事集成非线性光学、光通信、芯片智能感知、空间光场调控方向研究。发表高水平期刊和国际会议文章270余篇，H-index为34，邀请文章和报告38篇。张林教授是美国光学学会（OSA）高级会员，电气与电子工程师协会（IEEE）和国际光学工程学会（SPIE）会员，担任IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology和IEEE Photonics Journal副编辑。

    报告摘要：
    光学非线性效应可以有效地扩展光源的带宽，为未来的信息技术提供前所未有的光谱拓展能力。而高效率的非线性参量过程要求精准的相位匹配，这意味着当非线性带宽增加的时候，需要宽带相位匹配技术来支持，因此色散调控能力变得愈加不可或缺。在本次报告中，我们介绍了宽带色散控制的一些最新进展，能够在具有倍频程量级的宽带波长范围内，实现色度色散的平坦化，从而增强非线性相互作用效率，在超连续谱产生和光频率梳产生等领域发挥关键作用。

  • 硅基混合集成有源光器件和芯片

    刘柳   浙江大学

    刘柳，2006年12月毕业于瑞典皇家工学院信息通信工程系，获博士学位。之后相继就职于比利时Gent大学和丹麦科技大学。2011年1月全职回国，受聘于华南师范大学教授。2020年5月加入浙江大学。刘柳一直从事集成光学方面的工作，特别是硅基混合集成技术的研究。共发表期刊论文90余篇，其中Nature Photonics两篇。文章总被引3400余次，其中单篇最高被引400余次。1篇文章入选美国光学学会期刊Optics Express创刊20周年百篇高被引论文。1篇文章被评为2019年度“中国光学十大进展”。获浙江省自然科学一等奖1项。主持国家重点研发计划课题、国家“863”课题、国家自然科学基金多项。

    报告摘要：
    由于硅材料的限制，一些有源光电子器件，如激光器、高性能调制器等，很难在硅材料中实现。通过多材料混合集成，是国际上公认的、有效解决这一问题的方法。它使得硅基平台成为一个完整的光电子集成芯片平台。在本报告中，我们将介绍基于die-to-wafer键合以及倒装焊技术的硅基混合集成工艺，重点讨论硅-铌酸锂和硅-磷化铟混合集成高速光调制器，以及垂直腔面发射激光器与硅基芯片的高效率集成。

  • 硅基集成固态激光雷达技术介绍

    周林杰   上海交通大学

    周林杰，博士，上海交通大学教授／博士生导师，区域光通信网与新型光通信系统国家重点实验室副主任，上海交大-平湖智能光电子研究院院长。研究方向是光电子器件与集成，作为负责人主持和参与各类科研项目40多项。共发表学术论文 250多篇，引用3700多次，在OFC、CLEO等国际会议上做特邀报告50多次。近年来在国际光电子和光通信学术会议上担任分会主席和TPC 委员30多次，担任SCI期刊IEEE Photonics Technology Letters、MPDI photonics、nanomaterials等期刊编委。2020年入选长江学者特聘教授，2016年获得牛顿高级学者基金，2014年获得自然科学基金优秀青年基金。研究成果曾入选中国光学“十大进展”，指导博士生曾获得德国“洪堡学者”基金、上海市优秀博士论文、上海市青年科技英才扬帆计划等。

    报告摘要：
    激光雷达是通过发射激光并测量返回时间以绘制目标场景三维特征图的技术。与传统的微波雷达相比，两者所占据的电磁波谱的频段不同，激光雷达所使用的波长约为微波雷达十万分之一，极大地提高了它的测距精度。激光雷达已被广泛应用于机器人、自动驾驶、航空测绘、目标跟踪等领域。传统采用分立元件实现的激光雷达系统需要依靠高精度对准组装，开发周期长、可靠性低、成本昂贵。硅基光电子技术的出现促进了集成化固态激光雷达的发展。硅基光电子所具备的高集成度、与互补金属氧化物半导体工艺兼容、光电单片集成等特性为大规模、低成本量化生产硅基激光雷达收发芯片提供广阔前景。

  • 硅基外延III-V族量子点激光器

    陈思铭   伦敦大学学院

    陈思铭，英国皇家工程院研究员、英国伦敦大学学院助理教授、博士生导师。2013年博士毕业于英国谢菲尔德大学，随后加入伦敦大学学院从事博士后研究工作，2017年入选英国皇家工程院研究员计划，2019年获得伦敦大学学院终身教职。长期致力于III-V族及硅基外延III-V族量子点光源方面的研究，曾主导研发了首例可实用硅基外延量子点激光器,发表学术论文80余篇，其中以第一作者及/或通讯作者在《Nature Photonics》, 《Nature Communications》等国际顶级期刊发表论文20余篇，其成果多次被Science Daily、Semiconductor Today、Optics & Photonics News、Space Daily、and SPIE News等国外权威杂志报道。

    报告摘要：
    近年来，在光通信、光互连的巨大需求推动下，硅光子技术蓬勃发展，取得了丰硕的成果，但由于硅是间接带隙半导体，发光效率不高，硅基光源这一核心器件已成为制约其发展的瓶颈。将发光特性优良的III-V族半导体直接外延到硅衬底上，并制作高性能硅基半导体激光器一直被视为实现大规模、低成本、高性能硅基光源和光电集成芯片的关键核心技术途径。在本报告中，我们将讨论如何通利用形核层，缺陷过滤层，原位退火等技术，解决硅衬底与III-V族材料异质融合问题，并结合纳米尺度的零维量子点结构作为有源层以实现高效硅基外延III-V族量子点激光器。

  • Integrated lithium niobate electro- and acousto- optics

    Mengjie Yu   哈佛大学

    Mengjie Yu will join the University of Southern California as a tenure-track faculty in Jan 2022. Currently she is a postdoctoral fellow in the John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences at Harvard University. She received her Ph.D. degree in Electrical Engineering in 2018 from Cornell University. Her research focuses on integrated photonics across various platforms of silicon, silicon nitride, and lithium niobate. Mengjie Yu is the 2020 the Optical Society (OSA) Ambassador. She was the winner of the 2016 Maiman Student Paper Competition and the 2016 Emil Wolf Student Paper Competition, and a finalist of the 2020 and 2021 Tingye Li Innovation Prize. She was the Caltech 2019 Young Investigator Lecturer. She has published 34 peer-reviewed journal papers and 48 conference papers and is a referee for 15 peer-reviewed journals. Currently, she serves as chair of the OSA Integrated Photonics Technical Group.

    报告摘要：
    Lithium niobate (LN), widely used in optoelectronics, is an excellent photonic material with a large electro-optic (EO) and piezoelectric coefficient. In this talk, I will talk about the development of the emerging integrated low-loss LN platform and show the developments of EO and acousto-optic devices for 1) EO modulation for temporal and spectral shaping of light and frequency comb generation 2) Acousto-optic frequency shifter and microwave-to-optical conversion assisted by LN acoustic resonators.

  • 硅基集成的拓扑Dirac涡旋光子晶体微腔激光器

    孙贤开   香港中文大学

    孙贤开2010年获加州理工学院应用物理学博士学位，2010至2014年耶鲁大学电机工程系任博士后、副研究科学家，2014年加盟香港中文大学，现为电子工程系副教授。他的研究领域为纳米光子学、光电子学、光机械学和纳米机电学，已发表国际期刊和会议论文130多篇。2013年因在纳米光机系统领域的实验研究荣获美国纽约科学院的Blavatnik青年科学家奖之最终提名奖，2015年荣获香港研究资助局颁发的杰出青年学者奖。现任美国光学学会杂志Optics Express副编辑以及自然出版集团旗下杂志Scientific Reports编委会成员，为诸多物理、应用物理及光学杂志的审稿人，并受国际诸多基金委邀请任基金评审人。

    报告摘要：
    近年来拓扑学被引入到光子学领域，为微腔激光器提供了崭新的设计思路。通过借鉴凝聚态物理中著名的Majorana费米子的形成机制，我们首次实验实现了基于InAs/InGaAs量子点的Dirac涡旋拓扑激光器。这种新型激光器打破了传统激光器中自由光谱区必须反比于模场体积的规律，从而有利于实现大面积且单模激光发射。此外，与现有的拓扑激光器不同，我们实现的Dirac涡旋拓扑激光器直接与硅基单片集成，能够在室温连续的条件下工作，且具有单模、线偏振、垂直发射等特性，使它在下一代硅基光电子芯片中将发挥重要作用。

  • Engineering quantum states of photons on silicon photonic chips

    林强   罗切斯特大学

    Qiang Lin is a professor of Electrical & Computer Engineering and a professor of Optics at the University of Rochester. His current research focuses primarily on nonlinear nanophotonics and integrated quantum photonics. Prior to joining the University of Rochester in 2011, he was a postdoctoral scholar at Caltech from 2007 to 2010. He received his Ph.D. from the Institute of Optics at the University of Rochester in 2006, prior to which he obtained his B.S. and M.S. in Applied Physics from Tsinghua University, China, in 1996 and 1999, respectively.Rochester in 2011, he was a postdoctoral scholar at Caltech from 2007 to 2010. He received his Ph.D. from the Institute of Optics at the University of Rochester in 2006, prior to which he obtained his B.S. and M.S. in Applied Physics from Tsinghua University, China, in 1996 and 1999, respectively.

    报告摘要：
    In this talk, we will discuss our recent progress in engineering silicon photonic devices for producing and manipulating photonic quantum states on chip.