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探索不止 ——集成光电子学国家重点联合实验

作者:

关键词:

摘要：

1987年，清华大学、吉林大学和中国科学院半导体研究所联合倡议并组建了集成光电子学国家重点联合实验室，1991年1月，实验室通过国家计委和国家科委等有关部门的验收后正式对外开放。2007年，清华大学实验区参与组建并加入清华信息科学与技术国家实验室后，实验室开始由吉林大学和中国科学院半导体研究所两个实验区联合运行。在国家有关部门和依托单位的关心与大力支持下，联合实验室取得了快速发展和长足进步，在历次国家相关部门组织的评估与总结活动中均名列前茅。

明确定位，重点出击

信息基础设施已经成为现代化国家的基石，它是以光纤通信、信息处理与显示技术为基础构建的。我国是一个幅员辽阔、人口众多、资源相对贫乏的国家，在由大国到强国的崛起过程中，建设具有自主技术的、高水平的，以光通信网络、信息处理与显示技术为核心的信息基础设施，对于工业、国防与民生的发展至关重要。而集成光电子的核心任务，是效仿电子元件从分立走向集成构筑集成电路，并将光子与光电子功能部件设计制造在一块芯片上，实现小型、轻量的集成部件和强大的信息传输、处理和显示等功能。光电子集成是光信息硬件降低造价、提升性能，从而满足日益提升的通信、计算和信息处理容量、速度需求的持久动力和必由之路，也是国家信息基础设施建设重中之重的任务。为此，集成光电子学国家重点联合实验室把开展集成光电子材料、器件及其系统应用技术，与集成制造新工艺的基础及应用研究，作为自己的定位，来为我国国家信息基础设施的建设和可持续发展提供重要支撑。

在以上定位要求下，实验室重点研究了基于半导体光电子材料（GaAs、InP基、GaN基、硅基）、有机光电子材料、光电功能新材料（二维半导体以及蓝宝石、金刚石、石英等光学材料）、微纳光子材料（表面等离激元、光子晶体、光纤光栅等）的新型光电子与光子结构、器件以及集成芯片；研究了与上述材料兼容的微纳集成器件制备新工艺，及上述器件与芯片在光纤通信系统与网络、信息处理和显示中的应用技术。这些研究构成了一个链式整体结构，即以应用为牵引、以集成器件和芯片为目标、以器件物理与材料特性的深入研究为基础的创新研究模式。因此，实验室形成了以下5大研究方向：高速及特殊应用光电子集成器件，硅基光子学及光子器件集成，光电器件物理及微纳集成新工艺，微纳光电子与光电集成芯片，光电集成新材料和新器件。

在研究定位与研究方向指引下，在多年的发展中，实验室面向集成光电子学的发展前沿，研究并解决了信息基础设施光子集成器件应用基础研究的关键科学与技术问题，不断产出原创性成果，形成了基础理论研究、技术创新、成果转化的完整创新体系，使实验室长期保持着我国集成光电子学领域主要研究基地的地位，并在国际学术界占有一席之地。面向国民经济建设、国防建设和社会发展的重大需求，实验室以自主创新的理论与方法为基础，通过组织科研力量协同攻关，解决了国防和国民经济建设中集成光电器件重大关键科学与技术问题，推动了光电行业技术进步，为我国国防和光电子产业的发展做出了贡献。同时，将国家紧迫需求牵引与学科前沿推动紧密结合，实验室通过执行国家任务和广泛的国内外学术交流合作，形成了队伍建设和创新人才培养的创新模式，从而使实验室一直成为我国集成光电子学研究的高级专家聚集地。

乘风破浪，成果丰硕

自建立以来，集成光电子学国家重点联合实验室一直坚持，建立并长期保持实验室在我国集成光电子学领域主要研究基地的地位的目标。在实现目标的过程中，在30多年的发展历程中，在王启明、周炳琨、刘式墉等老一辈科学家的带领下，实验室坚持面向国家战略需求和集成光电子学国际前沿，围绕信息光电子器件与集成芯片的工作原理探索、材料生长、制备工艺、耦合封装技术以及可靠性等开展研究，已形成了项目研究、人才培养、平台共享的两区合作模式下的长效机制，这有力地推动了我国集成光电子学的发展。

目前，实验室已成为我国信息光电器件研究和创新基地、高新技术成果转化和应用基地、高素质专门人才培养基地，在国内外一直享有良好的声誉和影响力。在过去的几年时间里，实验室面向国家紧迫需求，承担了重要攻关任务，成为承担国家自然科学基金、科技部等国家部委在光电子学领域信息光电子器件国家重大、重点项目的主体。2012—2016年，实验室共承担各类科研项目388项，实到科研总经费3.5675亿元，其中，国家级项目2.3662亿元，占总经费的66.33%，固定人员人均科研经费达到569.89万元。实验室固定人员作为项目负责人共承担项目338项，实到科研总经费3.0645亿元；其中，国家级项目1.9039亿元，占总经费的62.13%。在这些项目的支持下，实验室已经成为我国集成光电子领域面向国家紧迫需求、进行核心技术攻关的骨干力量，在高速半导体激光器和探测器、高速微波光子信号处理集成技术、硅基IV族发光器件与III-V族混合集成激光器技术、高速率硅基光调制器、大规模硅基光学路由器与光开关阵列、柔性有机显示、苛刻环境下的传感探测、半导体微腔激光器的集成技术、可见光通信、氮化镓白光与紫外发光等核心技术领域取得重大突破，并实现了硅基无源光子芯片大规模产业化。

文章来源：《吉林大学社会科学学报》网址: http://www.jldxshkxxb.cn/qikandaodu/2020/1003/371.html