北大青椒入职1年连发3篇CNS！近日再发北大2023年首篇Science

本文来源： 北京大 学电子学院等

近日， 北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室、北京大学纳光电子前沿科学中心的常林研究员及合作者 受邀在知名学术期刊 Science 上发表题为 “Lithium niobate photonics: Unlocking the electromagnetic spectrum” 的综述文章，系统回顾了铌酸锂（LiNbO3，或LN）作为产生和控制不同波段电磁波材料的发展历史，并对铌酸锂未来的应用前景做出展望。

据北大电子学院官网介绍， 常林，2021年入职北京大学 ，电子学院研究员、助理教授、博雅青年学者，长期从事集成光学的研究，在半导体激光器、硅基光电子、集成量子光学方面都做出了重要成果， 在过去的一年里，以第一、通讯作者发表Nature、Science正刊3篇，子刊5篇 。

文章主要内容

铌酸锂是一种关键的光子材料。由于其材料本身的大电光、压电和非线性效应的特性，以及具有商业上普遍供应的光学质量晶圆的优势，非常适合被用于产生和控制各种频段的电磁波。几十年来，共出现了三种LN光子平台，分别为块状晶体、弱约束波导和紧密约束波导，其演变过程见图1。

图 1 铌酸锂所为光子材料的发展时间线

LN的材料特性使之能产生和处理从紫外线频段到微波频段的电磁频率，范围涵盖了近五个数量级。在可见和紫外光频段，材料损耗非常低，产生方法是利用非线性效应，应用场景有视觉应用和原子跃迁探测；在近红外频段，由于低传输损耗有广泛的应用，例如光通信、微波光子学、量子光学和光探测等，产生近红外频率电磁波的方法也很多样，例如拉曼激光、DFG、基于克尔效应的超连续谱产生、电光梳等；在中红外频段，可以用于空气质量监测等场景，这一频段的光可以通过超连续谱产生和克尔效应得到；太赫兹频段可以穿透纸张、塑料和织物，因此被用于传感和安全成像，窄带、高强度的太赫兹电磁波可以通过LN晶体中的光学整流生成；微波频率被用于5G和6G通信、雷达和射电天文学等领域，这一频段可以利用LN的声光、电光效应，将微波频率转换到光载波上。

图 2 LN光子学应用场景的展望

文章对LN上光子学的发展进行了展望。LN波导平台将在复杂性和光谱宽度两个方面加速发展，从长远来看，基于大规模加工工艺、多种材料异质集成和电子电路共同封装，薄膜LN平台将有望实现大规模光学网络，从根本上产生应用创新，例如光量子计算芯片、全集成激光雷达和光神经网络等。

文章信息

墨尔本皇家理工大学工程学院综合光子学和应用中心、澳大利亚阿德莱德大学光子学和先进传感研究所、澳大利亚阿德莱德大学电气和电子工程学院的Andreas Boes，北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室、北京大学纳光电子前沿科学中心研究员常林为该论文的共同第一作者和通讯作者。来自斯坦福大学，哈佛大学，加州大学圣芭芭拉分校的该领域的权威专家共同完成了文章的撰写。

本系列研究得到科技部重点研发计划与北京市自然科学基金重点项目的支持。

作者信息

常林 ，电子学院研究员、助理教授、博雅青年学者，长期从事集成光学的研究，在半导体激光器、硅基光电子、集成量子光学方面都做出了重要成果， 在过去的一年里，以第一、通讯作者发表Nature、Science正刊3篇，子刊5篇 。

教育背景：

2013-2015加州大学圣塔芭芭拉分校硕士

2013-2019加州大学圣塔芭芭拉分校博士

工作履历/科研教育经历：

2019-2021加州大学圣塔芭芭拉分校博士后

2021-至今北京大学研究员、助理教授

代表性学术论著：

Boqiang Shen#,Lin Chang#*,Junqiu Liu#, Heming Wang#, Qi-Fan Yang#, Chao Xiang, Rui Ning Wang, Jijun He, Tianyi Liu, Weiqiang Xie, Joel Guo, Dave Kinghorn, Lue Wu, Qing-Xin Ji, Tobias J Kippenberg*, Kerry Vahala*, John E Bowers,“Integrated turnkey soliton microcombs”,Nature,Volume 582, Issue 7812,(2020)(2020世界基础科学十大进展)

Lin Chang*,Songtao Liu, John E Bowers*,“Integrated optical frequency combs”,Nature Photonics,Volume 16, Issue 2,(2022)(集成光频梳总路线图)

Warren Jin#,Qi-Fan Yang#,Lin Chang#,Boqiang Shen#, Heming Wang#, Mark A. Leal, Lue Wu, Maodong Gao, Avi Feshali, Mario Paniccia, Kerry Vahala*, John E Bowers*,“Hertz-linewidth semiconductor lasers using CMOS-ready ultra-high-Q microresonators”,Nature Photonics,Volume 15, Issue 5,(2021)

Lin Chang#,Weiqiang Xie#*, Haowen Shu#, Qi-Fan Yang, Boqiang Shen, Andreas Boes, Jon D Peters, Warren Jin, Chao Xiang, Songtao Liu, Gregory Moille, Su-Peng Yu, Xingjun Wang, Kartik Srinivasan, Scott B Papp, Kerry Vahala, John E Bowers*,“Ultra-efficient frequency comb generation in AlGaAs-on-insulator microresonators”,Nature communications, Volume 11, Issue 1131,Pages 1-8, (2020)

Chao Xiang, Junqiu Liu, Joel Guo,Lin Chang, Rui Ning Wang, Wenle Weng, Jonathan Peters, Weiqiang Xie, Zeyu Zhang, Johann Riemensberger, Jennifer Selvidge, Tobias J Kippenberg, John E Bowers, “Laser soliton microcombs on silicon”,Science,Volume 373, Issue 6550(2021)

Daryl T Spencer, Tara Drake, Travis C Briles, Jordan Stone, Laura C Sinclair, Connor Fredrick, Qing Li, Daron Westly, B Robert Ilic, Aaron Bluestone, Nicolas Volet, Tin Komljenovic,Lin Chang, Seung Hoon Lee, Dong Yoon Oh, Myoung-Gyun Suh, Ki Youl Yang, Martin HP Pfeiffer, Tobias J Kippenberg, Erik Norberg, Luke Theogarajan, Kerry Vahala, Nathan R Newbury, Kartik Srinivasan, John E Bowers, Scott A Diddams, Scott B Papp,“An optical frequency synthesizer using integrated photonics”,Nature, Volume 557, Issue 7703, Pages 81-85, (2018)

主要科研项目：

科技部重点研发计划项目首席科学家

参考信息：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj4396

https://ele.pku.edu.cn/info/1121/1893.htm

https://ele.pku.edu.cn/info/1012/2357.htm

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