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單芯片高光束質量光子晶體激光器
可以量產/n波長范圍905-1064nm、水平、垂直發散角<10度；直流輸出功率>5W;窄脈沖輸出功率>20W;光子晶體激光器模塊窄脈沖輸出功率>130W；并與傳統半導體激光器工藝相兼容。此外還開展了808nm、980nm和1064nm等波段光子晶體激光器研究。“先進半導體光子晶體激光器技術研究”獲得2013年度北京市科學技術獎二等獎，光子晶體高功率高亮度激光器被評為“2014中國光學重要成果”。市場預期：半導體激光器的應用范圍覆蓋了整個光電子學領域，已成為當今光電子科學的核
中國科學院大學
2021-01-12
多通道GHz近紅外單光子探測器
基于InGaAs-APD的超靈敏高速光電探測模塊，探測波段覆蓋900 -1700 nm，探測效率最高可達25%。采用先進的正弦頻譜濾波技術，支持GHz以上的單光子探測。此外，得益于先進的噪聲抑制和弱信號處理技術，GHz 單光子探測器在如此高的工作頻率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗計數水平，以及小于5%的后脈沖概率。而多通道GHz單光子探測器的集成，可實現高速的光子數可分辨探測，拓展量子探測器的動態范圍。
相關技術指標：
通道數： ≥4
工作頻率：1-2.5GHz
探測效率：1-25% 連續可調
暗計數： 工作頻率1-1.5GHz：≤ 5×10-6/pulse
工作頻率2-2.5GHz：≤ 1×10-5/pulse
后脈沖： ≤ 5%
死時間： 3 ~ 10 ns
(暗計數后脈沖指標均在10%探測效率下測得)
技術創新點：
國際上首次提出“一種低時間抖動低噪的吉赫茲單光子探測方法”，通過頻譜分析的方法將低通濾波和平衡相結合，實現了高速高性能InGaAs APD單光子探測，被國內外單光子探測領域的專家同行廣泛引用。基于該技術所研制的GHz單光子探測器通過華東電子測量儀器研究所光電計量校準中心（國防科技工業光電子一級計量站）鑒定檢測，性能指標達到國際同類儀器先進水平。“單光子探測關鍵技術與儀器開發”獲2012年上海市科技發明二等獎（第十完成人）此外，在此基礎上，將室溫單光子探測的速率提升到GHz以上，與國際水平相對比，工作頻率提升到了1.5GHz，后脈沖誤計數概率亦有所下降，探測效率為21%時，后脈沖概率僅為1.4%。
上海理工大學
2023-08-08
基于遺傳優化的集成光子帶通濾波器設計方法
隨著包括5G通訊、物聯網在內的新型產業的興起，在實際應用中對于高速、低損耗的信息處理系統的需求與日俱增。傳統的電子器件受摩爾定律的限制，在儲存密度和運算速度的突破上均面臨瓶頸，并且進入“ 后摩爾時代”，電子器件不可無限制地進行集成。器件的尺寸越小，量子效應越明顯，集成的困難就越大。作為摩爾定律的延續，人們提出一種極具潛力的設計——光子芯片。相較于傳統的電子芯片，光子芯片的巨大優勢之一是光子之間無相互作用力，可以大大降低系統的功耗，增大信息傳輸的帶寬。因此，光子芯片可以在數據通信、高性能計算和傳感技術上有重要的應用。
帶通濾波器是一種信號前端處理器件，是光子芯片集成的重要元器件之一。它可以有效抑制不需要波段的信號，僅允許目標波段通過，這在信號處理領域具有廣泛的應用。然而，目前帶通濾波器在光子集成器件領域少見報道。傳統方法大多依賴經驗以及物理啟發進行結構設計和參數優化，需要耗費大量資源，器件的性能有局限性。相較于傳統的設計方法，利用算法設計納米光子學器件具有普適性和高效性。通過采用恰當的算法進行優化，可以有效提高設計效率，優化器件指標，避免出現局部最優的情況，找到性能最優的器件。
圖1.帶通濾波器掃描電鏡圖
北京理工大學
2023-07-10
納米光子學材料
一種全新的光熱轉換全介質材料（all-dielectric materials）即碲（Te）納米顆粒，它不僅可以實現全太陽光譜吸收而且具有極高的光熱轉換效率。他們采用自己發展的液相激光熔蝕（laser ablation in liquids, LAL）技術制備出多晶碲納米顆粒，粒徑分布范圍10到300納米，并且發現由碲納米顆粒自組裝形成的吸收層具有強烈的寬譜吸收屬性，在整個太陽光譜范圍內的吸收率超過85%（紫外區接近100%）。在太陽光照射下，該吸收層的溫度從29°C上升到85°C只需要100秒的時間。此外，通過將所制備碲納米顆粒均勻分散到水中，在太陽光照射下水的蒸發速率提升了3倍，這種表現超越了所有已經報道的用于太陽能光熱轉換水蒸發的納米光子學材料，包括等離激元（plasmonic）和全介質材料。
中山大學
2021-04-13
硅光子平臺開發
已有樣品/n成功開發了系列硅光子流片工藝模塊和初版PDK，其中標準單元庫主要包括單模波導、Y-分支、光交叉器、耦合光柵等無源器件，而最近有源工藝的成功開發，將向標準單元庫中添加加熱電極、調制器和Ge 光電探測器等有源器件。此次有源器件流片的成功，加上先導中心2016年上半年開發成功的硅光子無源工藝及器件（圖3），使微電子所硅光子平臺已具有為業界提供基于180nm工藝的硅光子流片服務的能力，成為國內首個基于8英寸CMOS工藝線向用戶
中國科學院大學
2021-01-12
光子晶體液相芯片
液相芯片在多元生物分析中具有重要應用，而與該技術相關的知識產權都被國外的公司壟斷，因此我國有必要開發原創性的液相芯片技術。本課題組即以此為目標，進行具有自主知識產權的“光子晶體編碼液相芯片技術”研究和開發。在該研究領域，我們對微流控乳化技術及納米粒子有序組裝進行了系統的研究，確立了光子晶體編碼微球的制備方法；提出了微載體解碼及檢測的圖像分析方法，構建了用于光子晶體微球液相芯片技術的檢測平臺；開發了腫瘤等疾病的診斷試劑盒，證明了光子晶體液相芯片技術的應用能力。
東南大學
2021-04-10
硅基拓撲光子學
研究團隊利用能谷-贗自旋耦合原理，在絕緣層硅（SOI，silicon-on-insulator）上制備出能谷光子晶體平板。該拓撲光學結構具有~40nm的特征尺寸，其光子模式（因工作于光錐以下）能夠較好地局域在平板內，抑制了平板外損耗。他們制備了直線形、Z形和Ω形等三種拓撲光學通道，測量出高透平頂透射光譜帶，證實了近紅外波段下拓撲保護的寬帶抗散射傳輸。采用硅微盤技術產生相位渦旋源，無需低溫和強磁等極端環境，實現了拓撲界面態的選擇性激發，實現了亞微米量級耦合長度的寬帶光子路由行為，驗證了能谷-贗自旋耦合等拓撲光學原理。?在硅基平臺上證實拓撲光子學原理，是目前國際學術前沿的聚焦度較高的領域之一。研究團隊過去在拓撲光子學原理方面的工作，多次引起國際同行關注，論文入選ESI高被引。該工作中，他們深入系統地發展出硅基拓撲光學等關鍵理論，攻克了數十納米加工工藝等關鍵技術，率先在硅基光子平臺與拓撲光子學之間建立了聯系，突破了單一自由度調控的傳統框架，提出了硅基中多自由度耦合的多維調控新機制，為微納光學與光子學、光二極管等關鍵光子芯片器件、混合集成光子學、高保真光量子信息光學、非線性光學等領域，提供了新方法和新思路。
中山大學
2021-04-13
新型能谷光子晶體
一種新型能谷光子晶體。利用其內稟的能谷自由度，在不依賴自旋軌道耦合效應前提下，實現了能谷附近的能帶劈裂，從而提出了類比電子能谷霍爾效應的光學贗自旋-路徑關聯傳輸，即光子能谷霍爾效應。通過分析該普通光子晶體內的手征量，實現了贗自旋能流的單向傳輸。更為有趣的是，文章還在單一體系中，對能谷和拓撲兩個自由度進行獨立調控，實現了全新的拓撲光子界面態。研究表明，實現有效的拓撲光場調控，將有利于更多基本量子物理問題的實驗證實；同時，也為下一代光信息傳輸和處理，尤其是在光自旋和軌道角動量運用等方面，帶來了新的有益啟示。
中山大學
2021-04-13
二階拓撲光子晶體
基于這一新型光子晶體平板結構，研究團隊完成了零維拐角模式的實驗驗證。零維拐角模式是二階拓撲光子晶體與拓撲平庸光子晶體形成拐角時支持的本征模式，其中由偶極極化的一維邊界態構建的零維拐角模式因其實驗難度大還仍未被實驗證實。團隊利用高精度微波近場掃描平臺對該零維拐角模式進行了直接成像，實驗測量結果與數值模擬結果高度吻合，提供了強有力的實驗證據。零維拐角模式為諸如高品質因子腔模等新型光場調控提供了設計新思路，同時在增強光學非線性效應、片上激光光源和光學傳感等方面也具有潛在的應用前景。
中山大學
2021-04-13
高速相干光子保密機
已有樣品/n高速率光信息傳輸安全性問題未得到很好解決。一方面光信號截獲技術在國內外都取得重大進展，國內外已經研究成功多種光通信信號的截獲裝置。另一方面，量子計算等高性能計算技術的快速發展，嚴重威脅基于密碼學的傳統加解密通信技術的安全性。已有的抗截獲光通信技術，或者是安全性受到高性能計算挑戰（電域數據加密）；或者是受色散及信道噪聲影響，難以實現長距離傳輸（光混沌）；或者是受光器件限制，難以實現高安全性；或者是雖然安全性
華中科技大學
2021-01-12