发布时间:2018-03-15 00:00 原文链接: 吉林大学集成光电子国家重点联合实验室

吉林大学集成光电子国家重点联合实验室
集成光电子学国家重点联合实验室1987年由清华大学、吉林大学和中国科学院半导体研究所联合倡议并组建,1991年1月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年评估结束后,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(筹),本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。
1991年国家科委和基金委的实验室评估中被评为A类;
1994年国家教委所属国家重点实验室评估中被评为A类;
2002年信息领域国家重点实验室评估中,被评为优秀实验室”;
2007年信息领域国家重点实验室评估中,被评为“优秀实验室”;
2012年信息领域国家重点实验室评估中,被评为“优秀实验室”。
1994年召开的“国家重点实验室建设十周年总结大会”上被评为“优秀实验室”并获“国家重点实验室计划先进集体奖(金牛奖)”,罗毅教授和刘式墉教授获“国家重点实验室计划先进个人(金牛奖)”;
2004年召开的“国家重点实验室计划实施二十周年和国家重点基础研究发展计划实施五周年纪念大会”上,联合实验室再次获得“国家重点实验室计划先进集体奖(金牛奖)”,罗毅教授荣获“国家重点实验室计划先进个人(金牛奖)”并作为获奖代表上台接受颁奖,王启明院士荣获“973计划先进个人”称号。
 
1.2实验室定位、主要研究方向与目标
1.2.1实验室定位
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、国防与民生至关重要。
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的思路,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,是国家信息基础设施建设的重中之重。
为此,集成光电子学国家重点联合实验室的定位是:开展集成光电子材料、器件及其系统应用技术、以及集成制造新工艺的基础及应用研究,为我国国家信息基础设施的建设和可持续发展提供支撑。
1.2.2主要研究方向
实验室的主要研究内容是:重点研究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;研究与上述材料兼容的微纳集成器件制备新工艺;研究上述器件及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。相应的主要研究方向为:
①高速及特殊应用光电子集成器件;
②硅基光子学及光子器件集成;
③光电器件物理及微纳集成新工艺;
④微纳光电子与光电集成芯片;
⑤光电集成新材料和新器件。
1.2.3实验室目标
① 面向集成光电子学的发展前沿,研究并解决信息基础设施的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,形成基础理论研究、技术创新、成果转化的完整创新体系,使本实验室长期保持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。
② 面向国民经济建设、国防建设和社会发展的重大需求,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,推动光电行业技术进步,积极争取为我国国防和光电子产业的发展做出贡献。
③ 将国家紧迫需求牵引与学科前沿推动紧密结合,通过执行国家任务和广泛的国内外学术交流合作,形成队伍建设和创新人才培养的创新模式,使本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。
 
1.3实验室在国内外相关学科领域中的地位和影响
集成光电子学国家重点联合实验室自建立以来,一直坚持的目标之一就是,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,并在国际学术界占有一席之地。
本实验室是国最早成立的国家重点实验室之一,在三十年的发展历程中,在王启明、周炳琨、刘式墉等老一辈科学家的带领下,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,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。在过去五年期间内,实验室的影响力主要体现在以下几个方面:
①面向国家紧迫需求,承担重要攻关任务的主体
实验室定位于应用基础研究,注重基础研究的深度,传统上一直是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%。
承担国家自然科学基金重大项目2项,分别是:

       祝宁华研究员主持的“高速光电子集成基础研究”(1000万元,2011.01~2014.12);

       孙洪波教授主持的“飞秒激光直写光量子集成芯片基础研究”(1977.5万元,2016.01~2020.12);

主持国家重大科研仪器研制项目2项,分别是:
徐淮良教授主持的“内燃机燃料喷雾与燃烧场瞬态光学诊断系统”(810万元,2015.01~2019.12);
黄永箴研究员主持的“基于双波长微腔激光器和非线性光纤的可调谐光频梳系统研究”(793.67万元,2016.01~2020.12);
此外,主持国家自然科学基金重点项目16项,科学仪器基础研究项目2项,重大研究计划重点项目1项;
主持多项“973”和“863”项目,包括:
郑婉华研究员作为首席科学家主持的重大科学研究计划项目“面向高性能计算机超结点的关键微纳光电子器件及其集成技术研究”(2789.00万元,2012.01~2016.08);
赵德刚研究员作为首席科学家主持的国家重点研发计划项目“面向激光显示的三基色半导体激光器(LD)关键材料与技术基础研究”(2400万元,2016.07~2020.12);
祝宁华研究员主持的“863”重大项目“光子集成技术与系统应用”(7138万元,2011.01~2013.12);
黄永箴研究员主持的“863”课题“光互连芯片中微腔原理、核心器件研究”(1970万元,2012.01~2014.12)等。
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。
五年来,实验室在集成光电子学领域的基础、应用基础及应用领域取得了显著成果。实验室获得各类奖项12项,包括国家技术发明二等奖1项,教育部高等学校科学研究成果奖(自然科学奖)一等奖1项,吉林省自然科学(科学技术)一等奖3项,中国光学工程学会科技创新奖一等奖1项,中国通信学会技术发明奖一等奖1项,北京市科学技术进步二等奖1项。另外,与技术转移单位河南仕佳公司合作获得河南省科技进步奖一等奖1项等。
实验室的科研水平显著提高,2012~2016年共发表SCI论文1670篇,影响因子6.0以上169篇,影响因子10.0以上54篇。出版专著4部;获授权发明专利285项,其中美国专利2项。专利权转让合同5项,成果转让经费581.40万元。
面向领域发展前沿,成为集成光电子学科发展的领头羊
自实验室成立以来,一直起着我国集成光电子技术领头羊的作用。早在上个世纪九十年代初期,王启明院士和刘式墉教授,就分别在国内率先开展了硅基光子集成和有机光子集成的研究。当时,由于硅材料的间接带隙发光效率问题,以及有机材料的寿命等问题,相关研究受到了广泛质疑。但实验室老一辈科学家高瞻远瞩,顶住压力,将相关工作坚持到底,并带动国内单位相继开展了硅基光子器件与有机光子器件的研制。目前,硅基光子芯片以及有机显示器件都已经成为光电子领域的主流和热点技术。
本实验室重视纳米器件由于质量和体积小具有内禀的低偏置和低寄生电容的特性,把微纳光子器件作为解决光电子集成系统低功耗和高频工作的主要途径,持续深入开展半导体微纳腔光源、光子晶体调控的量子点发光、表面等离激元发光调控等纳光子器件制备和特性研究,将其作为实验室的主攻方向之一;其次,实验室认为量子信息处理将成为未来信息技术发展的突破口,而目前的光量子信息的通信和计算等基本量子功能都是在大型光学平台上进行的,其硬件的当前发展水平相当于早期的电子计算机构架。为此,实验室率先开展了光量子集成芯片的研究,并获得了国家自然科学基金委重大项目支持。上述纳光子集成和光量子集成芯片的研究,将继续引领我国集成光电子技术的发展,并争取在国际上率先取得突破。
同时,为了促进实验室与国内外兄弟校院所、企事业单位之间的广泛交流与合作,带动集成光电子基础科学与关键技术的研究,2012~2016年期间,实验室设置开放课题108项,其中面向国内的课题数为101项,面向国外的课题数为7项。面向国内的课题涉及我国从事光电器件研究的大学和研究所50多个单位,遍及全国25个省、自治区和直辖市,带动了集成光电子技术在我国的蓬勃发展。
集成光电子领域学术骨干的重要汇聚地和人才培养基地
实验室现有固定人员72人,含正高级职称59人,副高级职称13人,其中,研究人员69人(40岁以下39人,占56.52%),技术人员2人,管理人员1人。研究人员中,中国科学院院士1人、中组部“千人计划”学者8人(含青年千人4人,外专千人2人)、国家百千万人才工程4人、“万人计划”科技创新领军人才1人、国家杰出青年基金获得者9人、国家优秀青年基金获得者4人、教育部长江学者奖励计划1人,中科院百人计划6人,省部级人才16人。获国家自然科学基金委创新研究群体1个(滚动支持),教育部长江学者创新团队1个,中科院科技创新“交叉与合作团队”1个。“973”和国家重点研发计划首席科学家2人,国家重点研发计划咨询专家组成员2人,国务院学位委员会学科评议组成员1人。
实验室年轻一代学术骨干正在迅速成长。2012~2016年实验室新增人才情况如下:
培养“万人计划”科技创新领军人才1(孙洪波教授,2016年);
培养百千万人才工程3(孙洪波教授,2013年;郑婉华研究员,2014年;安俊明研究员,2015年);
培养国家杰出青年基金获者3(于伟泳教授,2012年;徐淮良教授,2016年;刘建国研究员,2016年);
培养国家优秀青年基金获得者4(吴长锋教授,2012年;冯晶教授,2013年;张永来教授,2015年;李明研究员,2015年);
引进外专千人2(Valery M. Shulga教授,2016年;Vladimir R. Tuz教授,2016年);
引进青年千人3(李传波研究员,2012年;李明研究员,2013年;王毅军研究员,2015年);
引进中科院百人计划1(刘安金研究员,2016年);
获滚动支持“国家自然科学基金委创新研究群体”1(2013年);
新入选中科院科技创新“交叉与合作团队”1(2012年);
新增省部级人才8教育部新世纪优秀人才4,陈岐岱、常玉春、张源涛、夏虹;吉林省长白山学者3,秦伟平、赵毅、徐淮良;中科院卓越青年科学家1,李伟)
40岁以下国家自然科学基金重点项目负责人5人(陈岐岱教授、夏虹教授、吴长锋教授、谢文法教授、李明研究员)。特别地,陈岐岱教授和陈雄斌研究员作为首席科学家,2017年分别获得了国家重点研发计划的资助。
2012~2016年,实验室培养了博士毕业生215人。其中,博士毕业生获全国优秀博士论文1人(吴东,2012年),获中科院院长特别奖3人(刘磊,2014年;郑建宇,2015;王文亭,2016年),1人获中国真空学会优秀博士论文(毕宴钢,2016年),5人获中科院优秀博士论文(刘安金,2012年;江斌,2013年;田永辉,2014年;吕晓萌,2015年;郑建宇,2016年),9人获吉林省优秀博士论文(吴东,2012年;郑克志,2013年;张海峰,2014年;王雷、徐文、方红华,2015年;史志峰、孙允陆、张敏,2016年);在读学生获国家奖学金79人次。
此外,因在学期间的出色科研表现,2015级博士研究生韩冬冬被作为《中国研究生》杂志2017年第四期的封面人物加以介绍;孙允陆获2017中国光学工程学会优秀博士论文。

地址:吉林省长春市前进大街2699号 邮编:130012 电话:0431-85168270



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