6月25日，2024年度陳嘉庚科學獎和陳嘉庚青年科學獎頒獎儀式在中國科學院第二十一次院士大會上舉行。中國科學院院士、江蘇省光電技術創(chuàng)新中心主任祝世寧院士與國防科技大學徐平研究員的“鈮酸鋰光子芯片”項目獲得本年度陳嘉庚科學獎“技術科學獎”。

該項目在單個鈮酸鋰晶片上集成了糾纏光源、電光調(diào)制器、波導分束等多種功能器件，實現(xiàn)了片上光量子態(tài)的高效產(chǎn)生和高速操控。目前，祝世寧院士團隊的鈮酸鋰光子芯片技術，已經(jīng)在南京江北新區(qū)落地轉(zhuǎn)化。

鈮酸鋰晶體具有寬透光范圍和高電光、聲光、熱光和非線性系數(shù)，且化學性能穩(wěn)定，傳輸損耗低，是理想的光子學材料，在當代信息光電子和激光領域有著重要應用，被稱為“光學硅”。

項目完成人所在團隊曾利用準相位匹配原理，通過對鈮酸鋰晶體中微結(jié)構鐵電疇的調(diào)控，研制出光學超晶格并成功應用于全固態(tài)激光器、電光調(diào)制器、高頻濾波器等新型光電子器件，推動了相關技術發(fā)展。本項目則是將準相位匹配原理進一步拓展到量子光學與量子信息技術領域，發(fā)展了利用微結(jié)構對光量子態(tài)相干調(diào)控系統(tǒng)理論，研制出多種用于光量子態(tài)產(chǎn)生和調(diào)控的鈮酸鋰光學超晶格，可用于光量子信息多個技術領域。

從2010年起，項目完成人又瞄準了鈮酸鋰光量子集成芯片研究目標，將疇工程與現(xiàn)代光子集成技術相結(jié)合，于2014年首次將糾纏光子產(chǎn)生、電光調(diào)制、光子干涉、波分復用等不同功能單元集成到了同一鈮酸鋰波導芯片上，完成了芯片上量子態(tài)的可控操作，多項關鍵指標包括光子產(chǎn)率、調(diào)諧速率、調(diào)諧帶寬等均創(chuàng)下當時國際最好水平。該工作展示了鈮酸鋰芯片用于可編程大規(guī)模光子集成的可行性，同時也推進了小型化、芯片化光量子器件研制和設備開發(fā)，開辟了一條有別于硅基的光量子芯片技術路線。