硅材料在通信波段透明无损，同时相比石英其非线性科尔系数要高上两个数量级，又因为制备工艺与现有成熟的微电子加工工艺兼容，便于实现大规模制备与集成，因此硅基光波导器件被认为是四波混频等非线性光学的极佳平台。然而，硅材料在通信波段具有双光子吸收效应。高功率光泵浦情况下，双光子吸收效应产生大量自由载流子，对光造成很大的非线性吸收，因此四波混频效率在高功率的光泵浦下很难提升。
　　武汉光电国家实验室先进纳米光子学与集成研究小组的汪毅副教授带领的团队，提出并实现了一种硅-石墨烯混合型微环谐振器。该微环谐振器在石墨烯的强大非线性辅助下，对传统的硅基微环的四波混频效率有最大将近五倍的提升。通过引入非线性传输方程和全矢量有限元分析法对样品进行模拟仿真表明，理论和实验符合的很好。这种将硅基微环和石墨烯结合的方案工艺简单，并且无需额外加电，有利于大规模集成。
　　2015年7月13日，该成果“ 硅-石墨烯微环谐振腔中的增强参量频率转换效应”（Enhanced parametric frequency conversion in a compact silicon-graphene microring resonator）发表在美国光学协会旗下杂志Optics Express上(Vol. 23, Issue 14, 18679-18685, 2015)。该研究得到了国家重点基础研究发展计划973项目（No. 2013CB632104, 2013CB933303, 2012CB922103）和国家自然科学基金（No. 60806016, 61177049）的支持。

　　图1. 硅-石墨烯混合型微环的扫描电镜图 　　　　图2. 混合型微环和硅基微环四波混频效率对比图