探索不止
——集成光電子學(xué)國家重點聯(lián)合實驗室

1987年，清華大學(xué)、吉林大學(xué)和中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所聯(lián)合倡議并組建了集成光電子學(xué)國家重點聯(lián)合實驗室，1991年1月，實驗室通過國家計委和國家科委等有關(guān)部門的驗收后正式對外開放。2007年，清華大學(xué)實驗區(qū)參與組建并加入清華信息科學(xué)與技術(shù)國家實驗室后，實驗室開始由吉林大學(xué)和中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所兩個實驗區(qū)聯(lián)合運行。在國家有關(guān)部門和依托單位的關(guān)心與大力支持下，聯(lián)合實驗室取得了快速發(fā)展和長足進(jìn)步，在歷次國家相關(guān)部門組織的評估與總結(jié)活動中均名列前茅。

明確定位，重點出擊

信息基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)成為現(xiàn)代化國家的基石，它是以光纖通信、信息處理與顯示技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的。我國是一個幅員遼闊、人口眾多、資源相對貧乏的國家，在由大國到強國的崛起過程中，建設(shè)具有自主技術(shù)的、高水平的，以光通信網(wǎng)絡(luò)、信息處理與顯示技術(shù)為核心的信息基礎(chǔ)設(shè)施，對于工業(yè)、國防與民生的發(fā)展至關(guān)重要。而集成光電子的核心任務(wù)，是效仿電子元件從分立走向集成構(gòu)筑集成電路，并將光子與光電子功能部件設(shè)計制造在一塊芯片上，實現(xiàn)小型、輕量的集成部件和強大的信息傳輸、處理和顯示等功能。光電子集成是光信息硬件降低造價、提升性能，從而滿足日益提升的通信、計算和信息處理容量、速度需求的持久動力和必由之路，也是國家信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重中之重的任務(wù)。為此，集成光電子學(xué)國家重點聯(lián)合實驗室把開展集成光電子材料、器件及其系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)，與集成制造新工藝的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究，作為自己的定位，來為我國國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展提供重要支撐。

在以上定位要求下，實驗室重點研究了基于半導(dǎo)體光電子材料（GaAs、InP基、GaN基、硅基）、有機光電子材料、光電功能新材料（二維半導(dǎo)體以及藍(lán)寶石、金剛石、石英等光學(xué)材料）、微納光子材料（表面等離激元、光子晶體、光纖光柵等）的新型光電子與光子結(jié)構(gòu)、器件以及集成芯片；研究了與上述材料兼容的微納集成器件制備新工藝，及上述器件與芯片在光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、信息處理和顯示中的應(yīng)用技術(shù)。這些研究構(gòu)成了一個鏈?zhǔn)秸w結(jié)構(gòu)，即以應(yīng)用為牽引、以集成器件和芯片為目標(biāo)、以器件物理與材料特性的深入研究為基礎(chǔ)的創(chuàng)新研究模式。因此，實驗室形成了以下5大研究方向：高速及特殊應(yīng)用光電子集成器件，硅基光子學(xué)及光子器件集成，光電器件物理及微納集成新工藝，微納光電子與光電集成芯片，光電集成新材料和新器件。

在研究定位與研究方向指引下，在多年的發(fā)展中，實驗室面向集成光電子學(xué)的發(fā)展前沿，研究并解決了信息基礎(chǔ)設(shè)施光子集成器件應(yīng)用基礎(chǔ)研究的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題，不斷產(chǎn)出原創(chuàng)性成果，形成了基礎(chǔ)理論研究、技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化的完整創(chuàng)新體系，使實驗室長期保持著我國集成光電子學(xué)領(lǐng)域主要研究基地的地位，并在國際學(xué)術(shù)界占有一席之地。面向國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的重大需求，實驗室以自主創(chuàng)新的理論與方法為基礎(chǔ)，通過組織科研力量協(xié)同攻關(guān)，解決了國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中集成光電器件重大關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題，推動了光電行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，為我國國防和光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。同時，將國家緊迫需求牽引與學(xué)科前沿推動緊密結(jié)合，實驗室通過執(zhí)行國家任務(wù)和廣泛的國內(nèi)外學(xué)術(shù)交流合作，形成了隊伍建設(shè)和創(chuàng)新人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式，從而使實驗室一直成為我國集成光電子學(xué)研究的高級專家聚集地。

乘風(fēng)破浪，成果豐碩

自建立以來，集成光電子學(xué)國家重點聯(lián)合實驗室一直堅持，建立并長期保持實驗室在我國集成光電子學(xué)領(lǐng)域主要研究基地的地位的目標(biāo)。在實現(xiàn)目標(biāo)的過程中，在30多年的發(fā)展歷程中，在王啟明、周炳琨、劉式墉等老一輩科學(xué)家的帶領(lǐng)下，實驗室堅持面向國家戰(zhàn)略需求和集成光電子學(xué)國際前沿，圍繞信息光電子器件與集成芯片的工作原理探索、材料生長、制備工藝、耦合封裝技術(shù)以及可靠性等開展研究，已形成了項目研究、人才培養(yǎng)、平臺共享的兩區(qū)合作模式下的長效機制，這有力地推動了我國集成光電子學(xué)的發(fā)展。

目前，實驗室已成為我國信息光電器件研究和創(chuàng)新基地、高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用基地、高素質(zhì)專門人才培養(yǎng)基地，在國內(nèi)外一直享有良好的聲譽和影響力。在過去的幾年時間里，實驗室面向國家緊迫需求，承擔(dān)了重要攻關(guān)任務(wù)，成為承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、科技部等國家部委在光電子學(xué)領(lǐng)域信息光電子器件國家重大、重點項目的主體。2012—2016年，實驗室共承擔(dān)各類科研項目388項，實到科研總經(jīng)費3.5675億元，其中，國家級項目2.3662億元，占總經(jīng)費的66.33%，固定人員人均科研經(jīng)費達(dá)到569.89萬元。實驗室固定人員作為項目負(fù)責(zé)人共承擔(dān)項目338項，實到科研總經(jīng)費3.0645億元；其中，國家級項目1.9039億元，占總經(jīng)費的62.13%。在這些項目的支持下，實驗室已經(jīng)成為我國集成光電子領(lǐng)域面向國家緊迫需求、進(jìn)行核心技術(shù)攻關(guān)的骨干力量，在高速半導(dǎo)體激光器和探測器、高速微波光子信號處理集成技術(shù)、硅基IV族發(fā)光器件與III-V族混合集成激光器技術(shù)、高速率硅基光調(diào)制器、大規(guī)模硅基光學(xué)路由器與光開關(guān)陣列、柔性有機顯示、苛刻環(huán)境下的傳感探測、半導(dǎo)體微腔激光器的集成技術(shù)、可見光通信、氮化鎵白光與紫外發(fā)光等核心技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，并實現(xiàn)了硅基無源光子芯片大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

此外，實驗室在集成光電子學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)、應(yīng)用基礎(chǔ)及應(yīng)用領(lǐng)域取得了顯著成果，收獲了各類獎項，如國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎，高等學(xué)校科學(xué)研究優(yōu)秀成果獎自然科學(xué)獎一等獎、吉林省自然科學(xué)獎一等獎、北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎、河南省科技進(jìn)步獎一等獎，中國光學(xué)工程學(xué)會科技創(chuàng)新獎一等獎、中國通信學(xué)會技術(shù)發(fā)明獎一等獎等獎勵。

集成光電子學(xué)國家重點聯(lián)合實驗室

實驗室的科研水平也顯著提高，據(jù)統(tǒng)計，2012—2016年，實驗室共發(fā)表SCI論文1670篇，其中，影響因子6.0以上的169篇，影響因子10.0以上的54篇；出版專著4部；獲授權(quán)發(fā)明專利285項，其中美國專利2項。專利權(quán)轉(zhuǎn)讓合同5項，成果轉(zhuǎn)讓經(jīng)費581.40萬元。同時，為了促進(jìn)實驗室與國內(nèi)外兄弟校院所、企事業(yè)單位之間的廣泛交流與合作，帶動集成光電子基礎(chǔ)科學(xué)與關(guān)鍵技術(shù)的研究，2012—2016年期間，實驗室設(shè)置開放課題108項，其中面向國內(nèi)的課題數(shù)為101項，面向國外的課題數(shù)為7項；面向國內(nèi)的課題涉及我國從事光電器件研究的大學(xué)和研究所50多個單位，遍及全國25個省、自治區(qū)和直轄市，帶動了集成光電子技術(shù)在我國的蓬勃發(fā)展。

功以才成，業(yè)由才廣。一直以來，實驗室都重視人才的培養(yǎng)，目前，實驗室已成為集成光電子領(lǐng)域?qū)W術(shù)骨干的重要匯聚地和人才培養(yǎng)基地。2012—2016年，實驗室培養(yǎng)了1名“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、3名百千萬人才工程、3名國家杰出青年基金獲者、4名國家優(yōu)秀青年基金獲得者；引進(jìn)外專千人2人、引進(jìn)青年千人3人等。2012—2016年，實驗室培養(yǎng)了博士畢業(yè)生215人。此外，因在學(xué)期間的出色科研表現(xiàn)，2015級博士研究生韓冬冬被作為《中國研究生》雜志2017年第4期的封面人物加以介紹；孫允陸獲2017年中國光學(xué)工程學(xué)會優(yōu)秀博士論文。現(xiàn)在，在已取得的成就之上，實驗室為滿足國家、時代發(fā)展的需求繼續(xù)向前探索，以期發(fā)揮更多的屬于自己的能量。