2023年5月3日下午，上海交通大学电子信息与电气工程学院工程教育中心为MEM同学举办了主题为“硅基光电子技术研究——进展与应用”的专题学术讲座，讲座在新上院N100教室开展，230余名师生共同参与。本期讲座邀请到了上海交通大学电子信息与电气工程学院电子工程系博士生导师、教育部长江学者特聘教授、周林杰教授为大家作专题分享。周老师从光子学发展、光子集成、硅基光电子、硅基异质集成、硅光芯片封装和硅光芯片示例这六个方面，为同学们带来精彩的分享。

光子学的发展

  周老师从光子的基本能力——携带能量和传递信息讲起，列举了光子在很多领域的重要应用，比如能源、照明、通信、检测、军事等。随后介绍了光子学的起源与发展，并列举了历史上多个和光学相关的诺贝尔奖，这些发明或发现极大地推动了社会的发展。

光子集成

  在这部分周老师主要讲了光子集成和电子集成相似和不同的地方。从集成思路上和发展历程上，光子集成和电子集成是比较相近的，都是从一开始的单元器件开始，然后慢慢从小规模集成做起，最后到大规模集成。光子和电子的物理特性不同，决定了其各自的优势领域不一样，电子的优势体现在信号处理和存储方面；光子的优势体现在信息的传递能力，它的容量和速度都是最高的。

硅基光电子

  上一部分介绍了光子集成的种类有很多，里面最重要的一类也是最近几年国际国内研究和产业发展热门的一个种类就是硅基光电子。硅基光电子从字面上来看，就包含了两个信息：一、材料的属性是硅；二、其处理的能力是基于光电子。硅基光电子研究有两个大的方面：一是光学领域硅基器件或集成系统的材料特性的研究；二是利用硅基器件或集成系统进行光子信号处理。

硅基异质集

  在这一部分，周老师针对硅光芯片封装，首先介绍了行业中存在的难点：

• 光学封装：高密度的光波导I/O接口和光纤连接
  

• 电学封装：硅光芯片的高密度电I/O接口连接

• 失效检测：定位芯片和模块问题部位和失效原因

• 控制电路：产生高密度多端口控制点信号

  然后周老师从以上四个方面结合行业先进实践做了详尽地阐述。

硅光芯片示例

  在最后这部分，周老师介绍了他们课题组目前在做的两个实例，分别是激光雷达和光交换系统。激光雷达是一个非常实用的技术，在3D成像、自动驾驶、空间通信及测绘等许多方面有着广泛的应用，是我国被西方卡脖子技术之一。前面提到过的硅光集成正是激光雷达芯片的关键技术之一，周老师的课题组利用光源和OPA混合集成，制成了激光扫描视场和精细度方面综合性能领先的激光雷达芯片。另一个实例是光交换系统。随着通信技术的发展，对数据吞吐量和传输速率的要求越来越高，采用大容量光域交换是光互连网络的发展趋势。目前批量生产的方案基本都有速度慢和功耗高的问题，而采用硅光集成就能很好地解决这个问题，实现速度快且低功耗的特性，但工艺要求高是个难题，目前国内外的众多企业和高校正在积极攻克，周老师的团队在这方面取得了非常不错的进展。

  最后，周老师总结了今天的学术报告内容，并勉励MEM的同学好好努力，希望我们这一代能利用光子技术来实现对西方的超越。在随后进行的问答环节中，多位同学就报告中没听明白的部分和感兴趣的问题向周老师进行了询问，周老师耐心地进行了解答。

  此次分享不仅是对众多不了解光子学领域人员进行的一次全面科普，更是对硅光技术最新进展和应用的一次集中展示。周老师专业水平高，讲述通俗易懂，给大家留下了深刻的印象。