中文摘要：

申请人在传输与交换光子学领域，采用非线性光信号处理的方法，实现高速调制、传输、转换、缓存等功能。取得的学术成绩包括研究自相位调制和滤波实现40G信号长距离传输1000000公里；提出并验证了基于交叉相位调制的320G相位调制；基于自相位调制和增益饱和效应的多格式信号转换；利用非线性窄带增益效应实现慢光缓存；研制硅基集成器件实现缓存、转换、微分等信号处理。申请人共发表SCI论文83篇(近5年47篇)；发表的论文共被SCI他引531次(近5年440次)。发表国际会议论文129篇(近5年72篇)，其中邀请论文25篇。获美国专利5项。一些开创性的工作被国际学术界权威教授在综述论文里整段引用。作为第一完成人获2006年教育部高校自然科学一等奖。担任Optics Letters等著名国际期刊编委，任5个国际会议或分会的TPC主席，以及OFC等国际会议TPC委员。

结论摘要：

研究背景宽带网络和数据中心的信息传输与交换容量在过去每4年增长10倍以上，高于传统的摩尔定律。随着新业务的出现，预计未来10年容量增长近1000倍，现有的光电子传输与交换芯片已经日益无法满足此需求。因此通信光电子芯片向着大规模阵列化并行处理的方向发展，需要将数百个单元器件进行大规模集成。 主要研究内容和成果为了提高集成度，采用硅基表面等离子体效应，将器件特征尺寸做到亚波长，从而显著减小体积。同时基于硅基衬底和加工流程，引入微电子技术，实现光电混合集成器件。调制和交换成果在实际系统中得到一定的应用。 1．在小体积的硅基表面等离子体芯片方面，完成了硅-聚合物-金属表面等离子体器件的结构设计、仿真、优化，制备了原型器件，实验演示了高速光信号处理功能。以上成果结果发表在IEEE/OSA J. Lightwave. Technol.上，瑞典皇家工程科学院院士Lars Thylen在Opt. Express (21) 2013中评价“结合电光聚合物和纳米表面等离子体的优点”。此外还被国际著名学者Juerg Leuthold（OSA Fellow）、Ray Chen（IEEE/OSA Fellow）等引用。本项目提出了硅基纳米束的紧凑器件结构，可实现C波段单谐振峰，成果在SOPO国际会议上作为大会报告进行报道。 2．在传输与交换方面，基于新型调制技术，本项目实现了多波段可扩展的信号传输，成果发表在IEEE Photo. Technol. Lett.上，并获得了ACP国际会议的最佳学生论文提名奖；基于新型硅基微环谐振器件结构，实现了紧凑的波长选择开关以实现波长交换，发表在Photonics Research上（封面论文），并获得“微纳光子学及应用”全国博士生学术论坛最佳口头报告奖。本项目实施过程中，项目组在基于硅基光子器件的传输与交换方面发表论著57篇，其中在知名国际期刊发表论文32篇，包括1篇封面论文和1篇邀请论文。在国际主流会议上发表论文25篇，做国际会议大会报告1次，邀请报告5次。申请发明专利27项，与烽火科技公司合作进行成果转化，获得2014年度上海市发明二等奖1项（排名1）。培养研究生19名，其中5人获得国家奖学金，3人获得会议最佳论文奖或报告奖。负责人担任了4个国际知名期刊的副编辑，2个国际知名期刊的顾问编委。