2018年11月1日晚7点，中国科学院大学科学前沿进展名家系列讲座Ⅲ第168讲在玉泉路校区阶一4教室如期举行。本次讲座的主讲人是中国科学院半导体研究所研究员杨林老师，杨老师为同学们带来了一场题为“硅光通信与互联：一种变革性技术”的精彩讲座。
作为国际上炙手可热的话题，基于近几年数据流量的爆炸式增长和功耗的急剧上升，从2010年到现在，人们对高速通信的需求越来越迫切。中国作为能源消耗的大户，对低功耗的互联需求就更加紧迫。硅光通信成为解决问题的理想方案之一。
首先，杨老师解释了硅基光子学相关的一系列的概念。硅基光子学是研究在硅平台上实现光波产生、调制、复用、交换、处理、探测以及光子回路与微电子电路集成的一门科学。杨老师先是简要介绍了硅材料的光学特性。对于研究透光的材料，有两个性质尤其重要，即折射率和吸收率。硅的折射率合适，而损耗又低。这种特殊的光学特性让其成为优秀的导光材料。他又介绍了硅波导的损耗特性，对硅进行两种基本的不同形式的刻蚀以实现不同的功能，而通过麦克斯韦方程与具体的边界条件可以推出光具体的传播方式。
然后，杨老师开始介绍什么是硅光通信与互联。光纤通信是硅光通信的基础，波分复用的通信系统极大地推进了光纤通信的发展。点到点的通信系统会大大提高提速的成本，限制了速度的发展。大约三十年前，美国贝尔实验室首先开始研究波分复用通信系统。复用系统就像生活中常见的棱镜，可以将一束光分为赤橙黄绿青蓝紫几束光，也可以将不同的光复合成一束光。不同波长的光通过复用器成为一束光，在接收端再通过复用器分解为不同波长的光，就可以实现光纤信息容量的倍增而不用额外铺设光纤。
Intel公司从2001年开始研究硅光通信，在去年已经实现了产业化。第一代有4根光纤，传输距离约2km。而第二代采用波分复用技术，传输距离也增加到十几公里。但这还远远不能体现出硅基光子学的优势。在硅光技术发展的同时，其他相似技术也在不断发展。硅材料的调制特性本身是比较差的，而掺杂之后的性质反映出许多与众不同之处。.
最后，老师介绍了我国现在的研究成果。经过多年的努力，我国已经跻身国际前列，这十分令人欣喜，而将来在我们这方面的进一步发展也是十分值得期待的。
讲座即将结束，杨老师和同学们亲切交流。同学们积极提问，张老师耐心帮助同学们解释疑问。讲座结束，同学们爆发出热烈的掌声。（文/蒋薇宁 图/姜小平 作者系国科大记者团成员）
杨林老师为同学们做报告
讲座内容简介：
光纤通信网和数据中心的数据流量和功耗每年以30%和9%的速率快速增长，数据流量和功耗的急剧增长使得光纤通信网和数据中心对高速、低功耗光通信和光互连需求非常迫切，硅光通信和互连是实现高速、低功耗光通信和光互连的理想方案。我将系统介绍过去我们在硅基光调制器和光开关方面开展的系统工作。在第一部分，我将介绍：（1）100Gbps硅基OOK光调制器；（2）100Gbps硅基PAM-4光调制器；（3）100Gbps硅基16-QAM光调制器。在第二部分，我首先介绍硅基光学空分开关，然后介绍硅基光学模式开关。
延伸阅读：
“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月，是中国科学院大学为本科生开设的必修课程，同时欢迎研究生与教职工参加，由中国科学院大学本科部主办，讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学等13个专业，邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展，让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展，拓宽学生的学术视野，为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。
