基于集成光芯片的光子功能器件的研究，以及其在经典和量子领域中的应用，如光学频率转化，光通信、以及量子信息处理等。现阶段课题组的工作主要有三个方向：
1. 低损耗集成光芯片的工艺研究
集成光子学是一个强大的平台，可以提高光学系统的性能和稳定性，同时为基于自由空间光学的实现提供低成本、小足迹和可扩展的替代方案。虽然在开发通信波长的低损耗硅基集成光子学平台方面取得了巨大进展，但对于一些新型材料以及非通信波段，其损耗仍然远大于发展相对成熟的硅基平台，限制了其在光电调制，光学成像、和量子科技等领域的应用。
课题组致力于开发新型光子材料，如氮化铝，铌酸锂，通过优化其工艺流程，如电子束曝光，化学机械抛光，刻蚀等，实现其在可见光到中红外波段上的低损耗，为实现特定的光子功能器件奠定基础。
2. 非线性光子学
非线性光学被广泛用于光学频率转换，通常它的实现需要极高功率的泵浦激光源。由于集成光芯片提供优越的光学模式约束，并且得益于高品质光学微腔的辅助，各种低损耗光子平台的快速发展大大降低的非线性效应发生所需的激光功率，为纳米级，单光子量级的非线性科学开辟了新的可能性。
通过设计特殊的光学器件结构，以及优化测试技术，课题组的主要目标是进一步推进片上单光子量级的非线性，提高特定光学频率转化效率，开发新型非线性功能光子器件。
3. 集成量子光子学
集成光路如今引起了越来越多人的关注，这是因为此类平台在实现固态量子应用上的稳定性和可集成性。通过将量子信息编码到光学光子中，量子信息处理、量子通信和量子计量将受益于玻色子的优点，包括高传播速度、长传播距离和无限维希尔伯特空间。
课题组通过设计新型光学结构和测试手段，致力于优化量子光源的产生，如单光子对以及量子压缩态，以及最终实现可扩展的光量子计算。
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