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已有樣品/n成功開發(fā)了系列硅光子流片工藝模塊和初版PDK，其中標(biāo)準(zhǔn)單元庫主要包括單模波導(dǎo)、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(fā)，將向標(biāo)準(zhǔn)單元庫中添加加熱電極、調(diào)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(dǎo)中心2016年上半年開發(fā)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(tái)已具有為業(yè)界提供基于180nm工藝的硅光子流片服務(wù)的能力，成為國內(nèi)首個(gè)基于8英寸CMOS工藝線向用戶

利用大規(guī)模集成硅基納米光量子芯片技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高維度光量子糾纏體系的高精度和普適化量子調(diào)控和量子測量。 （圖一）基于硅納米光波導(dǎo)的大規(guī)模集成光量子芯片(可實(shí)現(xiàn)對(duì)高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量)       集成光學(xué)量子芯片技術(shù)，基于量子力學(xué)基本物理原理，使用半導(dǎo)體微納加工工藝實(shí)現(xiàn)單片集成光波導(dǎo)量子器件（包括單光子源、量子操控和測量光路，以及單光子探測器等），可以實(shí)現(xiàn)對(duì)量子信息的載體單光子進(jìn)行處理、計(jì)算、傳輸和存儲(chǔ)等。集成光學(xué)量子芯片具有集成度高、穩(wěn)定性高、性能好、體積小、制造成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，該技術(shù)被普遍認(rèn)為是一種實(shí)現(xiàn)光量子信息應(yīng)用的有效技術(shù)手段。      利用硅基納米光波導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的光量子芯片具有諸多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，例如與傳統(tǒng)微電子加工工藝兼容、可集成度高、非線性效用強(qiáng)、以及工作波長與光纖量子通信兼容等。然而，迄今為止光量子芯片的復(fù)雜度僅限于小規(guī)模的演示，如集成少數(shù)馬赫-曾德干涉儀對(duì)光子態(tài)進(jìn)行簡單操控。因此，我們迫切需要擴(kuò)大集成量子光路的復(fù)雜性和功能性，增強(qiáng)其量子信息處理技術(shù)的能力，從而推進(jìn)量子信息技術(shù)的應(yīng)用。       相干且精確地控制復(fù)雜量子器件和多維糾纏系統(tǒng)是量子信息科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)難點(diǎn)。相對(duì)于目前普遍采用的二維體系量子技術(shù)，高維體系量子技術(shù)具有信息容量大、計(jì)算效率高、以及抗噪聲性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。最近，多維度量子糾纏系統(tǒng)已分別在光子、超導(dǎo)、離子和量子點(diǎn)等物理體系中實(shí)現(xiàn)。利用光子的不同自由度，如軌道角動(dòng)量模式、時(shí)域和頻域模式等，可以有效編碼和處理多維光量子態(tài)。然而，實(shí)現(xiàn)高保真度、可編程、及任意通用的高維度量子態(tài)操控和量子測量，依然面臨很多困難和挑戰(zhàn)。       針對(duì)上述問題，英國布里斯托爾大學(xué)、北京大學(xué)、丹麥技術(shù)大學(xué)、德國馬普研究所、西班牙光學(xué)研究所和波蘭科學(xué)院的科研人員密切合作，并取得了突破性進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型的多路徑加載高維量子態(tài)方式，即每個(gè)光子以量子疊加態(tài)的形式同時(shí)存在于多條光波導(dǎo)路徑，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高達(dá)15×15的高維量子糾纏系統(tǒng)。通過可控地激發(fā)16個(gè)參量四波混頻單光子源陣列，可以制備具有任意復(fù)系數(shù)的高維度量子糾纏態(tài)。通過單片集成通用型線性光路，可對(duì)高維量子糾纏態(tài)進(jìn)行任意操控和任意測量。因此，該多路徑高維量子方案具有任意通用性。與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)充分利用集成光路的高穩(wěn)定性和高可控性，實(shí)現(xiàn)了高保真度的高維量子糾纏態(tài)，如4、8和12維度糾纏態(tài)的量子態(tài)層析結(jié)果分別為96、87% 和 81%保真度，遠(yuǎn)超其他方式制備的高維量子糾纏態(tài)性能。       更重要的是，團(tuán)隊(duì)通過硅基納米光子集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了目前集成度最復(fù)雜的光量子芯片（圖一所示），單片集成550多個(gè)光量子元器件，包括16個(gè)全同的參量四波混頻單光子源陣列、93個(gè)光學(xué)移相器、122個(gè)光束分束器、256個(gè)波導(dǎo)交叉結(jié)構(gòu)以及64個(gè)光柵耦合器，從而達(dá)到對(duì)高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量。       研究進(jìn)一步利用該高維光量子芯片技術(shù)，驗(yàn)證高維度量子糾纏系統(tǒng)的強(qiáng)量子糾纏關(guān)聯(lián)特性，包括普適化貝爾不等式和EPR導(dǎo)引不等式等，證明量子物理和經(jīng)典物理定律的重要區(qū)別。例如，對(duì)4維度量子糾纏態(tài)，實(shí)驗(yàn)觀察得到了2.867±0.014的貝爾參數(shù)，不僅成功違背經(jīng)典物理定律61.9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差，而且超過普通二維糾纏體系的最大可到達(dá)值的2.8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。研究還首次實(shí)現(xiàn)高維量子系統(tǒng)的貝爾自檢測和量子隨機(jī)放大等新功能，例如，對(duì)3維度最大糾纏態(tài)和部分糾纏態(tài)的自檢測保真度約為76%，對(duì)14維以下糾纏態(tài)均實(shí)現(xiàn)了量子隨機(jī)放大功能。

液相芯片在多元生物分析中具有重要應(yīng)用，而與該技術(shù)相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)都被國外的公司壟斷，因此我國有必要開發(fā)原創(chuàng)性的液相芯片技術(shù)。本課題組即以此為目標(biāo)，進(jìn)行具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“光子晶體編碼液相芯片技術(shù)”研究和開發(fā)。在該研究領(lǐng)域，我們對(duì)微流控乳化技術(shù)及納米粒子有序組裝進(jìn)行了系統(tǒng)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(gòu)建了用于光子晶體微球液相芯片技術(shù)的檢測平臺(tái)；開發(fā)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(shù)的應(yīng)用能力。

一種新型能谷光子晶體。利用其內(nèi)稟的能谷自由度，在不依賴自旋軌道耦合效應(yīng)前提下，實(shí)現(xiàn)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(yīng)的光學(xué)贗自旋-路徑關(guān)聯(lián)傳輸，即光子能谷霍爾效應(yīng)。通過分析該普通光子晶體內(nèi)的手征量，實(shí)現(xiàn)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(duì)能谷和拓?fù)鋬蓚€(gè)自由度進(jìn)行獨(dú)立調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了全新的拓?fù)涔庾咏缑鎽B(tài)。研究表明，實(shí)現(xiàn)有效的拓?fù)涔鈭稣{(diào)控，將有利于更多基本量子物理問題的實(shí)驗(yàn)證實(shí)；同時(shí)，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(dòng)量運(yùn)用等方面，帶來了新的有益啟示。

本成果源自于教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目和江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目。鑄造Al-Si合金是兩大傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料之一，廣泛應(yīng)用在航空航天工業(yè)，軍事工業(yè)，汽車工業(yè)，電力工業(yè)，機(jī)械工業(yè)中。本項(xiàng)目的合金體系是Al-(11.0%-13.0%)Si-(0.3%-0.5%)Mg，屬近共晶類合金。

衛(wèi)星在軌運(yùn)行和返回過程中需經(jīng)歷極端高低溫環(huán)境，構(gòu)件尺寸的穩(wěn)定是保證衛(wèi)星在軌高精度、返回高安全、任務(wù)高可靠的關(guān)鍵。針對(duì)衛(wèi)星搭載的某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體材料之間熱膨脹系數(shù)不匹配極易導(dǎo)致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩(wěn)定、信息傳輸不連續(xù)等問題。我校陳駿教授團(tuán)隊(duì)以原創(chuàng)的負(fù)熱膨脹技術(shù)研發(fā)了具有輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)低、力學(xué)性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好的高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料，并研制了系列關(guān)鍵連接內(nèi)置件、環(huán)件等高性能低膨脹構(gòu)件，首次將負(fù)熱膨脹技術(shù)應(yīng)用到我國的衛(wèi)星上，填補(bǔ)了高性能低膨脹金屬構(gòu)件在工程應(yīng)用領(lǐng)域的空白。該技術(shù)使得某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體之間熱膨脹匹配性增強(qiáng)、界面應(yīng)力大幅度減小，保證了衛(wèi)星在軌與返回過程中信號(hào)高精度傳輸與接收，助力衛(wèi)星成功返回。 圖1 實(shí)踐十九號(hào)衛(wèi)星成功返回（圖片來源國家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料及構(gòu)件應(yīng)用于全球首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（圖片來源央視新聞?lì)l道）

  基于這一新型光子晶體平板結(jié)構(gòu)，研究團(tuán)隊(duì)完成了零維拐角模式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。零維拐角模式是二階拓?fù)涔庾泳w與拓?fù)淦接构庾泳w形成拐角時(shí)支持的本征模式，其中由偶極極化的一維邊界態(tài)構(gòu)建的零維拐角模式因其實(shí)驗(yàn)難度大還仍未被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。團(tuán)隊(duì)利用高精度微波近場掃描平臺(tái)對(duì)該零維拐角模式進(jìn)行了直接成像，實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果高度吻合，提供了強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。零維拐角模式為諸如高品質(zhì)因子腔模等新型光場調(diào)控提供了設(shè)計(jì)新思路，同時(shí)在增強(qiáng)光學(xué)非線性效應(yīng)、片上激光光源和光學(xué)傳感等方面也具有潛在的應(yīng)用前景。

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(hào)截獲技術(shù)在國內(nèi)外都取得重大進(jìn)展，國內(nèi)外已經(jīng)研究成功多種光通信信號(hào)的截獲裝置。另一方面，量子計(jì)算等高性能計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，嚴(yán)重威脅基于密碼學(xué)的傳統(tǒng)加解密通信技術(shù)的安全性。已有的抗截獲光通信技術(shù)，或者是安全性受到高性能計(jì)算挑戰(zhàn)（電域數(shù)據(jù)加密）；或者是受色散及信道噪聲影響，難以實(shí)現(xiàn)長距離傳輸（光混沌）；或者是受光器件限制，難以實(shí)現(xiàn)高安全性；或者是雖然安全性

本發(fā)明公開了一種石墨烯基雙?；旌霞呻娍匾壕⑼哥R陣列，包括陣列化控光架構(gòu)、第一驅(qū)控信號(hào)輸入端口和第二驅(qū)控信號(hào)輸入端口，陣列化控光架構(gòu)的上下層之間順次設(shè)置有第一基片、微圓孔形圖案化石墨烯電極、第一液晶定向?qū)印⒌谝灰壕?、第二液晶定向?qū)印⑹┕驳仉姌O、第二基片、第三液晶定向?qū)印⒌诙壕?、第四液晶定向?qū)?、微圓環(huán)孔形圖案化石墨烯電極、第三基片，微圓孔形圖案化石墨烯電極、石墨烯共地電極和微圓環(huán)孔形圖案化石墨烯電極分別

本發(fā)明公開了一種用于薄膜太陽能電池的碳基光子晶體背反射器，由兩種結(jié)構(gòu)不同的光子晶體疊加構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)為[A/B]mAE[C/D]nC，其中A；B；C；D；E的厚度分別為d1=50nm，d2=100nm，d3=70nm，d4=140nm，d5=120nm，m；n為兩種光子晶體的周期數(shù)，m取3，n取4。其制備方法是：RF-PECVD法在普通載玻片上交替沉積a-Si:H和a-C薄膜。本發(fā)明的碳基光子晶體背反射器，具有一維光子晶體全角反射，可實(shí)現(xiàn)600—1300nm光波段平均75%的反射率，增加光波在太陽能電池吸收層中的傳播光程，提高光子利用效率，增加光電流密度和光電轉(zhuǎn)換效率。制備工藝簡單。