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信息光电子研究所属于电子工程系电子科学与技术一级学科,其所在物理电子学二级学科于1987年评选为国家教委重点学科,并于2002年、2007年两次被评为教育部重点学科。现有教职员工30人,博士研究生和硕士研究生152人,博士后6人。


信息光电子技术是由光子技术和电子技术结合形成的高新技术。本研究所的科研工作广泛涉及信息光电子技术的各个重要研究领域,形成了6个研究方向:


一、集成光电子和光子器件依靠在集成光电子器件领域完备的工艺条件和深厚的研究基础,开展包括新型半导体激光器、高速光调制器和光探测器、光子晶体光纤与光纤光栅器件在内的集成光电子器件及其在信息网络中应用的研究。率先在国内自主研制成功40 Gb/s高速集成光源发射模块,以及可同时实现大带宽和高饱和光功率特性的新结构光探测器,响应带宽达到106 GHz,标志着我国高速光电子集成器件研究水平迈上新台阶。在基于光纤光栅的多信道色散补偿、PMD补偿、OCDMA编解码器,以及色散补偿光子晶体光纤方面取得一系列创新。


二、微纳结构光电材料和器件面向光电子技术向集成化、微纳化发展的趋势,研究内容涵盖金属表面等离子体激元、半导体光子晶体/光声晶体、新型集成涡旋光器件、基于微纳结构的光量子器件、有源纳米光电子器件、以及量子点光谱分析器件。提出并实现双曲超材料中的无阈值切伦科夫辐射及世界上首例片上集成自由电子光源;研制出动态可调的硅基集成光涡旋发射器、传播速度小于c/80的光子晶体慢光波导、声子频率大于5GHz的纳米臂光声晶体微腔、以及支持各种双光子态产生的光纤和硅芯片集成量子光源;首次提出用金属-半导体核壳光腔结构和二维材料,实现了世界上第一个尺度小于衍射极限的电注入纳米激光器的室温运转;基于半导体合金纳米线,发明并实现了世界上第一个单片的白光激光器;利用开创性的量子点光谱仪技术,开发传感器型高性能光谱分析器件及分析方法。


三、高速大容量光通信系统和光网络在大容量波分复用光纤通信系统,超高速光通信与光信号处理和光网络等重要研究方向上取得了丰富的研究成果,涉及密集波分复用高速大容量光纤传输技术、智能光网络关键技术、光分组交换网络技术等内容。在国内首次建成40×40Gb/s DWDM传输实验系统,传输容量达1.6Tb/s;WDM光网络动态路由和信令方面的研究成果被国际电信联盟电信标准组采纳;同时在超短脉冲源、基于OTDM的单信道100和160Gb/s系统、全光再生技术等方面取得了一系列创新成果。

             

四、微波光子学在微波光子学领域开展了单元组件、关键技术,核心器件及微波系统等方面的研究。在单元组件方面,开展了任意波形的光产生、光域微波放大技术、光控微波波束形成网络、可调可重构滤波器、混频器,以及宽孔径发射单元、接收前端等研究;在系统方面,开展基于微波光子学的多频段宽带相参成像雷达、分布式相参成像雷达等新体制雷达研究。研制出基于宽谱光源与光子晶体光纤的4路5比特光学波束形成网络样机,在延时抖动的抑制和信噪比改善等方面取得一系列创新;实现了频率覆盖1-100GHz的,时间带宽积可高达800,000的成像雷达微波光子发射机;频率覆盖1-100GHz的相干可调可重构成像雷达微波光子接收前端;实现了X波段4GHz带宽的微波光子成像雷达实验系统,其距离分辨率为5cm,速度分辨率为2m/s。


五、生物光子学研究和开发面向未来生物医疗应用的新型生物光子学关键器件、技术及系统,通过集成微型光电器件与柔性异质衬底,探索其在可穿戴、植入式等生物医疗领域的应用;利用无创、非侵入的波前整形和光声 技术,将光子学成像的适用深度从小于1毫米拓展至若干厘米,实现重大科学与临床价值;开发生物学适用的新型宽带、扫描、集成激光源及探测器件,以及面向高通量高分辨率检测的非常规成像技术,将成像快门时间提升至纳秒量级并且获得超高分辨率,应用于早期外周循环肿瘤细胞的检测和筛查;将新型OCT成像技术与内窥技术相结合,用于临床外科手术中导航,指导医生手术过程。


六、面向新能源与节能减排的太阳能应用与半导体照明率先开发并完善了全玻璃太阳能集热管,制定了相关的国家和行业标准,为我国太阳能热水器行业的发展做出巨大贡献。当前研究重点包括中高温太阳能热利用和新型太阳能电池领域。面向节能减排的国家战略需求,开展面向半导体照明的GaN基高亮度LED材料外延和管芯制备、器件封装与系统级应用的关键技术研究。新型高效LED道路照明光源在配光分布、能效、眩光控制等方面处于国际最好水平行列,并通过产业技术合作和专利技术转让,产生巨大的经济和社会效益。


本研究所与美国南加州大学、马里兰大学、日本东京大学、丹麦技术大学、韩国科学技术院和美国朗讯公司贝尔实验室等保持着密切的人员和学术的交往。为本学科实现与国际水平接轨、建成世界一流学科的目标创造了良好的条件。