界面多维光谱技术研究进展
摘要：近年来，具有表/界面选择性的二维光谱技术，包括二维振动光谱、二维电子和频光谱、二维电子-振动和频光谱、二维振动-电子和频光谱等技术得到了迅速发展，并在探测表/界面超快动力学方面，包括电荷转移、能量转移、质子转移以及质子耦合电荷转移等超快过程，展现出巨大潜力。表/界面的独特动力学在诸多能量转换技术中居于核心地位，这些新型光谱手段有望为基于表/界面电子结构的关键设计原理提供重要实验依据。
硅基GaAs系材料异质外延与硅基激光器研究动态
摘要：随着近年来光通信、光计算和光传感等需求的爆发式增长，硅光子技术在芯片内（超短距离）和长距离两个尺度方向快速取代传统技术方案。作为硅光芯片核心技术的单片集成硅基光源（激光器）成为新一代大规模硅光集成芯片技术的关键。在简要回顾单片集成硅基GaAs 系激光器材料和器件的基础上，从硅基底GaAs/Si 材料、硅基GaAs 系量子阱激光器材料及器件、基于单片集成光源的硅光芯片级系统研究3 个层面，分别介绍和评析了相关主要节点研究工作情况，并着重介绍了面向实用化要求的无偏角硅基GaAs/Si 材料研究和更具挑战的高可靠性硅基量子阱激光器方面的研究进展。
基于石墨烯/MoS2/III-V族半导体管状异质结构的双模式线偏振光探测器
摘要：通过立体组装技术研制具备全向探测能力的线偏振光探测器在空间目标探测及识别领域具有重要意义，但此类器件目前仅能工作在单一模式下。为此，设计并制备一种基于石墨烯/MoS2/III-V 族半导体管状异质结构双模式线偏振光探测器。通过在III-V 族半导体卷曲管状异质结构中引入两层不同的二维材料，结合共面三电极结构，成功在管状器件中实现双模式线偏振光探测。该器件的光谱响应范围覆盖300~950 nm（ 紫外到近红外），尤其在638 nm红光照射下，综合性能表现优异：在光伏模式（零偏压）下，二向色比为1.51，响应度达125 mA/W，开关比达300，归一化探测率为2.74×1011 Jones（1 Jones=1 cm·Hz1/2/W），上升时间和下降时间分别为360 和610 μs ，并具备自驱动线偏振成像能力；在光电导模式（1 V 偏压）下，二向色比为1.22，响应度达288 A/W，归一化探测率为1.5×109 Jones，同时可模拟光电神经突触功能。研究突破管状线偏振探测器单模式工作的局限，凸显管状异质结构在多功能光电器件中的应用潜力，有望为偏振成像、军事伪装识别、光通信与光计算等关键领域提供新的器件平台。
二类超晶格长波红外探测器研究进展
摘要：从理论基础、材料生长和芯片工艺三个方面，系统介绍二类超晶格（T2SL）长波红外探测器的设计与制备。在理论设计层面，人工智能（AI）技术通过构建高质量多模态数据库，实现对超晶格器件结构光电特性的高效预测，并开发融合物理先验的机器学习模型，在多目标约束下优化超晶格结构，从而显著加速了从材料设计到芯片制备的技术迭代。此外，重点探讨了传统仿真技术与AI 技术设计超晶格器件结构及预测光电特性的对比分析，并综述了国内外在单势垒、双势垒及量子级联三类典型T2SL 长波红外探测器方面的研究进展。最后，总结了全球主要企业在T2SL 探测器产业化方面取得的突破。该工作揭示了AI 技术在材料结构设计与性能预测中的关键作用，为实现T2SL 红外探测器性能高效预测与快速技术迭代提供了新范式。
纳米线基异维复合结构光电子器件研究进展
摘要：结合本研究团队的相关工作，综述了半导体纳米线基异维复合结构的制备、特性及其在光电子器件中的应用。围绕纳米线/量子阱、纳米线/量子点等异维复合结构，详细介绍了生长机制、生长方法和关键生长条件；总结了半导体纳米线基异维复合结构的新颖物理特性；归纳了纳米线基异维复合结构在新型光电子器件中的应用进展；总结了纳米线基异维复合结构当前面临的主要挑战和以后的发展方向。
玻璃基共封装光学前沿技术及应用
摘要：系统阐述了共封装光学技术从2D、2.5D 到3D 封装架构的演进路径，结合国际前沿研究进展，综述了当前以玻璃材料为中介层的先进封装技术的工艺和技术演进，及其在光-电互连领域的创新应用和前沿发展。深入分析了玻璃基共封装光学在电源完整性、热管理、光源集成和多物理场协同设计等领域面临的关键挑战，综述了前沿的解决方案与技术路线。
面向智能时代光网络片上光交换集成技术综述
摘要：随着人工智能、机器学习、大数据等技术的飞速发展，全球数据流量呈现爆炸性增长，对网络基础设施的带宽、容量、速率和能效提出了前所未有的挑战。传统的光-电-光交换模式存在电子瓶颈和功耗过大的问题，而片上光交换集成技术通过直接在光交换芯片上实现光域的信号交换，避免了光电转换损耗，具有高速率、高带宽、高集成度、低功耗等显著优势，成为构建智能时代光网络的关键技术之一。围绕面向智能时代光网络的片上光交换集成技术展开综述，系统梳理了其核心单元、拓扑结构设计及优化路径，并探讨了片上光交换集成技术在智算数据中心的应用与发展趋势。
韧性光网络理念、体系架构和关键技术
摘要：结合光网络（OTN）需求变化、技术发展演进趋势，及其面临的多样化挑战，从高可靠性和高安全等多角度剖析了韧性光网络的内在理念，并设计了全方位多层次的韧性光网络体系架构。基于该体系架构，详细分析了多项关键技术进展及行业创新实践，包括：跨层多域大规模组网下抗多点并发故障的高可靠光传送技术，可实现99.9999% 的光网络可用性；OTN 成帧与加密一体传输技术，可实现400G/800G 速率的业务加密传输；基于通感多维特征融合驱动的光链路威胁主动识别技术，可实现光网络主动式安全监测；基于信道噪声的物理层加密，可实现光网络的内生式安全防护；结合多参量态势实时感知技术，可实现面向差异化需求的光网络按需服务保障；面向智能算力的无损传输技术，可实现长距离无损传输和高效协同训练。相关技术从芯片到器件设备已实现自主可控，可显著提升光网络供应链安全。最后，对韧性光网络的未来发展趋势进行了展望。
光纤式架空输电线路多参量感知技术与应用
摘要：架空输电线路属于国家能源基础输送通道，具有覆盖面广、途经地形多变、运行环境恶劣等特点。随着电力系统规模的不断扩大和运行环境的日益复杂，对输电线路的安全稳定运行提出了更高要求。近年来，光纤传感技术凭借其强抗电磁干扰、长距离传输、多参量、高可靠与可集成等优势，逐渐成为研究和应用的热点。电力通信光缆，特别是光纤复合架空地线的普及，为基于光纤的线路感知提供了工程化载体。系统评述了光纤式输电线路典型监测方法的基本工作原理和发展脉络，主要包括基于光纤布拉格光栅的点式监测和基于光纤瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射传感原理的分布式监测；重点梳理了输电线路全要素监测的应用现状，涵盖线路本体、杆塔及装置等关键组成部分在覆冰、舞动、故障及污秽等工况下状态监测与预测预警方面的研究进展。同时，结合输电线路的工程应用需求，深入分析了现有技术在准确感知、可靠通信、系统集成及数智化赋能等方面存在的挑战。此外，对光纤式架空输电线路多参量感知技术的未来发展趋势和研究方向进行了阐述和讨论，包括多参量联合感知以及面向场景驱动的人工智能融合驱动体系的构建，以期为输电线路的数字化转型及智能电网建设提供参考。
量子与经典光协同组网资源分配策略
摘要：针对量子计算带来的“先截获后解密”的数据安全威胁，量子密钥分发（QKD）能够为通信双方提供长期不可破解的安全密钥。考虑到量子信号传输的脆弱特性，基于暗光纤构建专用量子密钥分发网络（QKDN）面临巨大的成本障碍。而融合网络中经典光信号对量子信号存在动态的噪声干扰，使QKD 无法正常运行。提出量子与经典光协同组网资源分配策略，包括面向经典通信的自适应路由与波长资源分配算法（C-ARWA）、面向量子通信的自适应路由与波长资源分配算法（Q-ARWA），以及基于C-ARWA 与Q-ARWA 组合的协同资源分配算法（SRWA）。38 节点城域拓扑下仿真结果表明，基于量子与经典光端到端协同的SRWA 算法在300 Erlang 业务量条件下，实现业务平均会话密钥速率由bit/s 至kbit/s的量级提升。
