2009年11月26日,“ 光电论坛”系列讲座第三十一期在武汉光电国家实验室A101会议室举行。中山大学理工学院周建英教授为广大师生作了题为《高速光子信号的相干操控研究》的报告。报告之前,华中科技大学副校长兼武汉光电国家实验室常务副主任骆清铭教授为周建英教授颁发了武汉光电国家实验室光电论坛纪念章。
周建英教授首先介绍了目前电子器件集成度和运行速度所遭遇的严重挑战。虽然由光纤、波分复用技术和掺饵光纤技术等的应用已引发重大产业革命,但是当前半导体产业的基石仍然是对电子态进行存储和读取,而对于代表了未来全光高速信息时代的最重要的宽带光子开关与光子信息处理技术的研究进展依然比较缓慢,是目前信息技术的发展瓶颈。周教授指出解决这一问题的根本方法是利用光子的相干特性及光与物质的强相互作用,发展光子控制新原理与新技术(,)使光子的宽带传输能力与光子信号的处理能力相匹配,具体表现在进行高速光子信号操控时,需要在可集成光子器件中实现光场的开关、减速、静止、缓存,以及光子能量的高速高效转换与信号处理。
周教授从慢光与静止光信号的研究进展(包括长脉冲光场的慢光和短脉冲慢光传输研究进展)进一步指出目前存在的具体攻关难点在于:在器件的设计原理方面缺乏创新的设计思想;在材料的制备方面还存在一定的困难,缺乏简单实用的制备方案;超短脉冲激光信号处理的器件功能力不够强大。针对这些问题,周教授提出了光子非线性器件和量子光学器件的发展途径。在物理机制上,通过多周期共振分布式布拉格反射镜的结构当中带隙孤子的传播特性可以实现光场的减速乃至完全停止,进一步地,利用光孤子间的散射过程可以方便地实现存储光子的释放。利用慢光和介质的非线性作用,还可实现高效的光子能量转换。
随着报告的深入,周教授还介绍了他所领导的小组通过和国际上知名的研究单位的合作研究,在超快光电子学物理、技术与器件制备方面所取得的重要进展。周教授指出,当前高速光子器件的发展给相关的设计提出了六大要求,即快速响应时间、低工作功率、低制作成本、室温工作能力、小尺度及可集成性,以及满足丰富的功能需求。顺着这样的思路,周教授展示了基于半导体多量子阱和新型光子晶体作为高速光子开关的研究情况,利用光子在共振吸收(放大)介质中的传播特性,实现共振吸收光子晶体中的光子存储和受控释放,并提出了基于空间光场的全息合成技术、光刻技术,以及反演基础上功能性光子晶体的自适应反馈式设计来解决材料制备难题。最后,周教授还展示了利用基于光场相位控制的三维全息光刻方法制备复杂光子晶体的研究成果。
周教授报告结束后,回答了众多教师和学生的问题,会场气氛热烈而融洽。本次论坛持续一个多小时,最后在热烈的掌声中圆满结束。
附:周建英教授个人简历
周建英博士,现为中山大学教授、博士生导师。1982年毕业于华中工学院光学系,1984年赴英国伦敦帝国理工学院学习,1988年获得博士学位。在帝国理工学院从事博士后研究工作后回国,在中山大学物理科学与工程技术学院从事博士后、讲师、副研究员、教授等职位的工作。曾担任过中山大学激光与光谱学研究所所长、国家重点实验室主任、中山大学理工学院学院院长等职务。与德国马普固体研究所、以色列魏兹曼科学研究所、俄罗斯莫斯科大学、香港科技大学、以及英国St Andrews等大学与研究机构保持密切合作关系。
周建英教授所涉及的研究课题,包括真空紫外波段相干光场的非线性频率转换,激光的模式控制,超快非线性光学,超快激光光谱与应用。他的主要学术贡献包括:提出了新的锁模理论,如动镜锁模理论;实现了波导中多种非线性光学过程的相位匹配;利用腔内中空波导控制与改进了飞秒激光的输出模式与波形;研究了金属离子探针在复杂分子体系中的光谱特性。近期,他的研究方向主要集中在超快光电子学物理、技术与器件制备。他提出并演示了利用主动型光子晶体实现超快光子开关,提出了超快光子信号的间隙孤子缓存以及能量的高速高效转换等方案。他提出并实现了利用光场相位控制方法制备复杂光子晶体的方案,受到了国际同行的广泛关注。
周建英教授在国际重要学术刊物发表论文80余篇,论文被同行引用600多次。在1993年入选教育部跨世纪人才培养计划,是1995年获香港求是基金会首批“ 杰出青年学者奖”,1997年评为“ 全国优秀回国留学人员”,2005年评为“ 全国优秀博士后”。
(责任编辑:董炜蔚)