1、式进而对其自脉动性能的影响研究恢复出的时钟的时间抖动与器件材料结构的关联规律研究注入载流子浓度波动引起时钟幅度抖动的机理，研究通过提高多段激光器腔模相位相关性降低拍频线宽，减小幅度抖动的方法研究自脉动频率调谐增强机制，扩大自脉动频率的调谐范围。在单片集成方面，研究灵活使用量子阱混杂选择区域外延生长以及对接生长等技术，解决器件的工艺设计和制作问题，并研究不同集成技术对时钟恢复性能的影响，提出实用化器件生产制作的优化方案。在以上研究的基础上，重点突破新型多段自脉动激光器高速集成化方面的技术难点，研制出高速低时间抖动宽频率调谐范围的全光时钟恢复器件。全光码型转换研究有源波导中载流子与光子相互作用载流子与声子相互作用过程与半导体能带形状的关系，探索研究量子。
2、，改善多信道高速码型转换输出性能。全光再生建立用作信号再增强和判决时的载流子动态特性模型研究注入有源区的载流子在量子阱中的俘获及逃逸，载流子和光子的相互作用动力学规律研究利用器件中光致超快非线性效应实现信号判决的新机理，揭示其内在规律特性研究两个反相信号在饱和中传输过程的光子动力学以及交叉增益压缩效应，探索利用的效应克服由于载流子恢复时间限制造成的码型效应，提高信号判决器件的开关效率和速率研究基于电吸收调制器实现高性能低插入损耗光判决的新结构揭示超高速光信号时钟恢复和再生对恶化容限的规律，结合项目研究的时钟恢复器件实现全光再生。研究无源非线性周期性光导结构中电磁耦合特性和光子能带工程，研究掺杂和光学偏置提高非线性效应降低阈值功率的机理研究介质中周期。
3、芯片的封装技术，解决常规光纤和微纳光波导之间的高效耦合。完成项目的主要理论工作，在国际高水平刊物上发表论文篇，在本领域重要学术会议上发表论文，包括邀请报告完成项目器件的设计工作，通过模拟仿真，验证器件性能能够达到设计要求完成部分器件制备，给出光子信息处理集成芯片评价体系，搭建测试平台申请发明专利项部分骨干教系，以及相应的啁啾动态过程研究功能材料和结构量子阱量子点体材料对非线性啁啾跃变和折射率变化的影响，揭示材料结构与非线性效应的内在关联规律及增强非线性啁啾的机理，建立超快理论模型。研究通过材料和结构参数的优化，增强超快非线性效应研究采用瞬态啁啾跃变机理实现超高速波长转换的新方案及方案的优化并研究优化后的方案在集成环境下的实现途径研究采用注入载流子实。
4、阱量子点材料器件结构以及工作条件对有源波导中带间过程和带内过程引起非线性效应的影响，寻求加快载流子恢复和增强超快非线性效应的途径研究器件中光致非线性效应实现信号光谱精确变换的机理物理模型和理论表征。在器件结构和材料参数优化设计的基础上，研究基有源波导和延时干涉仪的单片集成工艺，深入研究材料带隙漂移的内在机理，探索量子阱混杂和选择性外延生长实现不同带隙半导体材料的单片集成。研究利用半导体有源波导和延时干涉仪形成的梳状滤波器相结合，使梳状滤波器的谱间隔与输入信道的波长间隔相匹配，实现多信道码的全光码型转换在此基础上，研究利用对应的功能结构，实现多信道高阶调制码型包括等的转换或者相位再生研究降低半导体光放大器中交叉增益调制效应实现选择性相位增强调制的途径。
5、转换芯片，工作速率，调谐速度量级，调谐范围，功耗。研究内容研究功能材料量子阱量子点体材料和结构对非线性啁啾跃变和折射率变化的影响，揭示材料结构与非线性效应的内在关联规律及增强非线性的机理研究采用瞬态啁啾跃变机理实现超高速波长转换的关键技术和集成解决方案研究采用载流子注入实现高速调谐新结构，研究实现大范围调谐及波长稳定的新方法研究采用基和基混合集成方式实现可调谐波长变换集成芯片制作工艺，研究混合集成中的有源和无源功能器件的集成材料兼容问题模式调谐与稳定波长精确控制热扩散和能耗控制等问题，实现可调谐波长变换集成器件原型。经费比例承担单位上海交通大学电子科技大学课题负责人刘永学术骨干邹卫文林媛张尚剑吴龟灵各课题间相互关系上述五个课题覆盖了未来光。
6、便于进步交换和传输。光开关矩阵实现信号的路由和交换，缓存可以解决冲突竞争的问题，可调谐波长转换可以提高交换的灵活性，进步降低阻塞率。再生和交换之后的光信号再转换成适合传输的码型，在光纤线路中继续传输。考虑到骨干网普遍采用技术，以及今后将会采用高阶调制方式提高传输性能和在波特率不变的情况下单信道传输容量，码型转换和再生等器件必须具备多信道以及高阶码型的转换和再生能力。本项目将结合下代网络发展的重大需求和国内外发展趋势，借鉴相关研究经验积累，充分发挥参与单位的优势和工作基础，在突破关键科学问题的基础上，围绕交换和再生两大应用目标，实现超高速低功耗集成化的光子信息处理器件。具体的研究内容包括高速大容量光交换矩阵基础技术及芯片研究图下代网络核心节点光子信息。
7、计，开展相关工艺和制备研究召开年度总结会议，检查各课题进展情况，落实下年度工作计划。在提高光子信息处理集成芯片工作速度降低功耗的理论研究方面取得实质性进展，提出能够有效指导器件设计和工艺实现的新机理和新方法建立基和硅基光子信息处理集成芯片设计平台，设计并制备基本功能和单元器件在理论工作取得突破的基础上发表学术论文篇。第二年深入开展光子信息处理集成器件理论研究，通过模拟仿真和实验研究相结合的方法，验证项目所提出的新机理和新方法的有效性，完善光子信息处理集成芯片设计平台全面开展光子信息处理集成器件的设计工作，完成首批器件的制备工作包括借助国内工艺线进行流片进行器件性能测试，对比项目目标，分析优势与不足总结两年来的工作，提出后三年工作规划根据科技部安排，。
8、能测试进行器件功能的实验演示和验证总结项目研究工作，对该领域的发展和进步工作提出建议在科技部统规划下，完成项目验收工作。发表学术论文篇，申请发明专利项部分骨干教师申请杰青长江等人才计划全面完成项目各项研究工作，指标达到本任务书要求完成项目总结和结题验收工作对下阶段发展提出建设性意见。研究内容在下代光通信骨干网络中，光子信息处理主要是实现信息交换和信号再生两大功能，前者需要光交换矩阵光缓存和可调谐波长转换等器件和技术，后者需要时钟恢复码型转换和再生等器件和技术，如图所示。图中，经过长距离传输的光信号进入光网络节点进行信号的再生和交换。对时钟分量很弱或不适合直接进行光信号处理的码型，需要先进行码型转换。在码型转换和时钟恢复的基础上，实现光信号的再生，以。
9、子信息处理集成器件和技术领域需要解决的三个基本科学问题。各课题既有定的相对独立性，又有紧密的内在联系，构成了如图所示的有机整体，共同解决下代光网络核心节点中的交换和再生问题。课题研究目标所设定的超高速低功耗光子信息处理集成芯片和技术将为提升我国信息技术科技水平在信息网络和经济结构发生转变的关键时期占领战略制高点提供技术支撑。图项目目标科学问题与课题设置之间的关系四年度计划年度研究内容预期目标第年项目启动，开展深入调查研究，分析国内外光通信骨干网及其关键支撑器件的发展趋势，进步明确项目定位和目标围绕超高速低功耗，系统地开展集成化光子信息处理器件理论研究研究光电子器件设计方法和规范，初步建立基和硅基光子信息处理集成芯片设计平台完成基本功能和单元器件的设。
10、现高速低功耗调谐的新结构，研究实现大调谐范围和波长稳定的新方法研究采用基和基混合集成方式实现可调谐波长变换集成芯片的实现方法和制作工艺，研究混合集成中有源和无源功能器件的集成材料兼容问题模式调谐与稳定波长精确控制热扩散和能耗控制等问题，实现可调谐波长变换集成芯片。高速多信道光信号再生基础技术和芯片研究高速全光时钟恢复研究集成器件材料结构等特征参数与器件本征谐振频率自脉动频率之间的关系及其受控特性研究多段自脉动激光器中光波模式之间的增益折射率调制效应，外界光注入情况下光波模式的受迫谐振相位同步及锁定规律，以及产生注入锁定的自脉动临界条件研究自脉动激光器对输入信号的波长偏振态码型的敏感度研究增益耦合与折射率耦合光栅相结合所形成的复合光栅结构对激光器激射。
11、开项目中期检查会议，根据各课题进展情况以及专家和科技部意见，落实后三年计划和下年度工作。完善光子信息处理集成芯片设计平台完成首批器件的设计和制备，工作速度达到以上，功耗接近项目目标所规定的量级，其他指标达到或接近项目目标发表学术论文篇，申请国家发明专利项完成项目中期检查。年度研究内容预期目标第三年根据器件测试数据，在总结前阶段工作基础上，进步完善光电子器件设计方法和规范，建成基和硅基光子信息处理集成芯片设计平台开展项目研究目标所规定的光子信息处理集成器件的设计工作，包括光开关矩阵芯片，光缓存芯片光时钟恢复芯片光码型转换芯片光波长转换芯片和全光再生系统，开展器件制备的前期制备工作，部分器件进行工艺制备搭建超高速光子信息处理测试平台研究光子信息处理集成。
12、色散控制对多信道之间交叉相位调制的影响，无源非线性介质与梳状滤波相结合实现高速多波长信号的全光再生，探索无源非线性介质对高阶调制信号再生的新机理。申请杰青长江等人才计划。第四年进行项目各类器件的制备包括基于国内标准工艺的流片开展器件性能的测试与评价，根据测试结果，完善设计方法和工艺流程对未到达设计要求的器件，在修改完善设计方法和工艺流程的基础上，完成项目器件的最终设计和制备初步建立光交换实验平台和光再生实验平台，验证部分器件的性能。完成项目主要器件的制备完成器件的性能测试，主要指标到达或接近本任务书要求速度，功耗发表学术论文篇，申请发明专利项部分骨干教师申请杰青长江等人才计划。年度研究内容预期目标第五年全面完成项目各项任务，包括理论工作和器件制备性。
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