模式转换器承担着波导基模到高阶模的转换任务，是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。基于薄膜铌酸锂平台，提出一种利用V形硅阵列的薄膜铌酸锂波导模式转换器，转换结构主要包括沿光传输方向排布的V形硅阵列，位于薄膜铌酸锂波导顶部。基于上述结构进行详细的设计与优化分析，在中心波长为1550 nm、转换长度仅为11 μm的情况下，实现了输入TE₀模到输出TE₁模的高效转换。模式转换效率为96.8%，串扰为-28.6 dB，插入损耗为0.78 dB。进一步对转换结构进行横向扩展，实现了输入TE₀模到输出TE₂模的高效转换。模式转换效率为91.3%，串扰为-14.3 dB，插入损耗为1 dB。若继续扩展，可获得其他高阶模。本器件及设计方法有望在薄膜铌酸锂波导多模光传输方向发挥优势，推动薄膜铌酸锂光子集成器件及回路的发展。

模式转换器能够完成波导基模到高阶模的转换, 是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。文章基于薄膜铌酸锂（TFLN）波导, 提出了一种利用纳米线加载结构设计的模式转换器, 转换结构主要包括沿光传输方向以锥形方式排布的硅纳米线光栅及利用相变材料构建的矩形纳米线, 两者分别位于TFLN光波导顶部的两侧。基于上述结构进行了详细的设计与优化分析, 在中心波长为1.55μm, 转换长度仅为6μm的情况下, 实现了输入TE0模到输出TE1模的高效转换（模式转换效率97.6%, 串扰-19.7dB, 插入损耗0.31dB）; 进一步对转换结构进行横向扩展, 实现了输入TE0模到输出TE2、TE3以及TE4模的高效转换, 若继续扩展, 可获得其它高阶模。本器件及设计方法有望在TFLN光波导多模光传输方向发挥优势, 推动TFLN光子集成器件及回路的发展。

提出一种异质集成型薄膜铌酸锂电光调制器，由底部氮化硅波导、中间BCB黏合层、顶部铌酸锂薄膜构成调制区波导结构，调制电极位于铌酸锂薄膜的上部且二者之间填充了低折射率的SiO₂，以利于实现折射率匹配并降低光损耗、微波损耗。进一步利用马赫-曾德尔干涉仪结构，设计了相应的电光调制器，并提出一种倒台阶型薄膜结构，该结构可实现输入、输出波导与调制区波导的高效耦合。对该电光调制器进行行波高速匹配设计，所得器件的半波电压长度积为1.77 V·cm，3 dB调制带宽为140 GHz，且调制区长度仅为5 mm。所提器件结构有望在大带宽薄膜铌酸锂电光调制器设计中发挥优势，助力薄膜铌酸锂光子集成器件的快速发展。

本文对基于级联反谐振微环的1×N树状波束成形网络芯片进行了理论分析。该结构采用反谐振微环实现低延迟抖动、大带宽的光学真延迟，并利用树状结构来减少延迟单元的数量，可用于宽带大规模微波光子相控阵天线系统中。针对微环单元初始状态随机的问题，本团队构建了一套自动化标定系统，利用光谱与微波延迟谱联合迭代优化来精准控制微环延迟量和谐振波长。测试了基于氮化硅的1×8低损耗波束成形网络芯片中的最长路径，实现了路径中所有21个级联微环的延迟离散调节，测得最大延迟量为560 ps，延迟抖动小于11.2 ps；同时验证了3个微环的延迟连续调节，3个微环在0～8 GHz带宽内的延迟抖动小于7.5 ps。本系统可以消除微环间热串扰对微环状态标定的影响，同时降低了芯片与硬件系统的复杂度。

中红外-近红外频谱转换是实现诸多中红外波段应用的重要技术，转换效率和调谐范围通常由于泵浦-信号频率失谐量大而受限。提出一种新型As₂Se₃硫系光波导，通过色散调控对波导结构进行优化设计，使光波导在2 μm波长附近具有正常群速度色散及负的四阶色散，达到泵浦-信号频率失谐量大的四波混频过程的相位匹配。研究了该波导的中红外-近红外频谱转换性能。结果表明，当泵浦光波长位于靠近零色散点的正常色散波长区时，可以实现宽范围可调谐的高效率频谱转换。通过调节泵浦光波长在（1955±30） nm范围内变化，实现了2.7~6.2 μm中红外光波的频谱转换及参量放大，可调谐范围达到3.5 μm。该波导有望应用于宽可调谐中红外激光产生及中红外信号的高灵敏度探测。

中红外(波长为2~20 μm)集成光学在光谱分析、环境监测、医疗诊断、通信测距等领域具有广泛的应用前景。在现有的中红外集成光电子材料中,“IV族”半导体材料(如硅、锗、锡、石墨烯等)具有超宽的光谱带宽、出色的光电特性、良好的物理化学稳定性、器件制作与互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)技术兼容等优势,得到了广泛的关注。回顾了基于“IV族”材料的中红外集成光电子的发展历程,重点针对近年来新兴的中红外锗基集成光电子的器件和应用进行了综述,对中红外集成光电子的发展前景进行了展望和讨论。希望能够为中红外光学、硅基光子学、锗基光子学、光电材料、光学传感和光谱等领域的研究工作者提供有用的参考资料。

超密集波分复用无源光网络凭借其信道间隔仅为几个GHz、功率预算高达几十dB等优越性能，可以实现用户数目和传输容量的大幅提升。从频谱效率提高、相干接收机简化、光子集成器件应用、数字信号处理优化等关键研究方向出发，简述了国内外关于超密集波分复用无源光网络相关研究的最新进展情况，探讨了其未来可能的研究方向和发展趋势。

We analyze and explore the potential of using a polymer horizontal slot waveguide as light-analyte interactive region to implement a low-cost and highly sensitive liquid refractive index sensor. Numerical analysis shows that the optimized polymer horizontal slot waveguide is able to realize high waveguide sensitivity. With the optimized horizontal slot waveguide, polymer liquid refractive index sensors based on Mach-Zehnder interferometer (MZI) and microring resonator (MRR) are then investigated numerically, and the results show that the MZI-based sensor can achieve high sensitivity of 17024 nm/RIU and low limit of detection (LOD) of 1.76×10^-6 RIU while the MRR-based sensor can achieve the sensitivity of 177 nm/RIU and the LOD of 1.69×10^-4 RIU with a very small footprint. Compared with the sensors employing conventional silicon or silicon nitride vertical slot waveguide, the sensors employing polymer horizontal slot waveguide exhibit comparable performances but simpler and lower fabrication costs.