“铌酸锂光子芯片”获2024年度陈嘉庚科学奖

6月25日，2024年度陈嘉庚科学奖和陈嘉庚青年科学奖颁奖仪式在中国科学院第二十一次院士大会上举行。中国科学院院士、江苏省光电技术创新中心主任祝世宁院士与国防科技大学徐平研究员的“铌酸锂光子芯片”项目获得本年度陈嘉庚科学奖“技术科学奖”。

该项目在单个铌酸锂晶片上集成了纠缠光源、电光调制器、波导分束等多种功能器件，实现了片上光量子态的高效产生和高速操控。目前，祝世宁院士团队的铌酸锂光子芯片技术，已经在南京江北新区落地转化。

铌酸锂晶体具有宽透光范围和高电光、声光、热光和非线性系数，且化学性能稳定，传输损耗低，是理想的光子学材料，在当代信息光电子和激光领域有着重要应用，被称为“光学硅”。

项目完成人所在团队曾利用准相位匹配原理，通过对铌酸锂晶体中微结构铁电畴的调控，研制出光学超晶格并成功应用于全固态激光器、电光调制器、高频滤波器等新型光电子器件，推动了相关技术发展。本项目则是将准相位匹配原理进一步拓展到量子光学与量子信息技术领域，发展了利用微结构对光量子态相干调控系统理论，研制出多种用于光量子态产生和调控的铌酸锂光学超晶格，可用于光量子信息多个技术领域。

从2010年起，项目完成人又瞄准了铌酸锂光量子集成芯片研究目标，将畴工程与现代光子集成技术相结合，于2014年首次将纠缠光子产生、电光调制、光子干涉、波分复用等不同功能单元集成到了同一铌酸锂波导芯片上，完成了芯片上量子态的可控操作，多项关键指标包括光子产率、调谐速率、调谐带宽等均创下当时国际最好水平。该工作展示了铌酸锂芯片用于可编程大规模光子集成的可行性，同时也推进了小型化、芯片化光量子器件研制和设备开发，开辟了一条有别于硅基的光量子芯片技术路线。