09 May
2026团队简介董建绩，华中科技大学二级教授、博士生导师，国家重点研发计划首席科学家，国家杰出青年科学基金与优秀青年科学基金获得者，美国光学学会会士（Optica Fellow）。长期从事集成光子学与光计算研究，在光计算芯片、光谱仪芯片、微波光子处理芯片与系统等领域取得了一系列国际领先的原创成果。团队依托武汉光电国家研究中心、光学与电子信息学院、湖北光谷实验室，拥有先进的化合物半导体与硅光工艺平台、高速光测试系统及...
23 Apr
2026近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、董建绩教授团队联合上海交通大学唐豪团队，研制出首款可编程三维光子神经网络芯片。该芯片通过飞秒激光直写技术，在玻璃内部构建三维波导互连网络，并在表面集成微加热器阵列，首次实现了二维图像的直接片上光学处理。基于8层级联8×8阵列的原型芯片，其理论计算吞吐量可达6554 TOPS。相关成果以 Programmable Three-dimensional Photonic Neural Network Chip 为题发表于学术期...
02 Mar
2026近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心董建绩教授、周海龙副教授团队在光计算领域取得重要进展，提出并展示了一种全新的光逻辑卷积神经网络（OLCNN）架构。该研究通过将光逻辑运算与深度学习架构深度融合，为解决传统光模拟计算中易受环境干扰、依赖高精度数模、模数转换器，以及非线性缺失等核心痛点提供了全新方案。相关研究成果发表在学术期刊《Science Advances》上，题为 Optical logic convolutional neural network 。...
23 Jan
2026近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心董建绩教授、周海龙副教授团队在集成光计算领域取得突破，成功研发了一种“输入-隐藏层简并”的光学衍射非线性神经网络芯片。该芯片创新性地打破了传统光芯片的物理输入限制，在极小的片上空间内实现了输入维度的平方级扩展与纯光域非线性计算，为解决光计算中“输入受限”与“非线性缺失”两大核心瓶颈提供了全新方案。相关研究成果发表在学术期刊《Optica》上，题为 On-chip input-hid...
01 Jan
2026近日，美国光学学会（Optica）公布了2026年新选会士名单，全球共121位学者当选。我团队董建绩教授与李培宁教授凭借在光学领域的突出贡献，双双当选美国光学学会会士（Optica Fellow）。美国光学学会成立于1916年，是全球光学领域权威的国际性学术组织，Optica Fellow是该学会授予会员的最高学术荣誉，每年遴选人数不超过会员总数的10%。董建绩教授 长期致力于集成光子学与光计算领域的研究，当选理由为“在集成光学与光子计算...
29 Dec
20252025年12月29日上午，应余宇教授邀请，上海交通大学信息与电子工程学院教授、国家杰出青年科学基金获得者、长江学者、Optica会士苏翼凯教授莅临我校，在新光电信息大楼C117作了题为《大容量光互连的发展预测及异质集成技术展望》的精彩学术报告。本次报告吸引了院内及相关学科众多师生到场聆听与交流。报告伊始，苏翼凯教授聚焦算力中心中机架间光互连芯片的容量需求，系统展示了其对未来十年技术演进的定量预测。他指出，按照...
11 Dec
20252025年12月11日，《Nature Communications》在线发表了华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、余宇教授团队与英国剑桥大学合作的最新研究成果，题为 Ultrafast avalanche photodiode exceeding 100 GHz bandwidth。该研究提出了一种单载流子倍增的全新概念，首次实现了带宽超过100 GHz的雪崩光电二极管（APD），打破了长期以来光电探测器“高灵敏度”与“大带宽”难以兼得的瓶颈。在当今大数据和人工智能时代，光互连技术正...
21 Nov
2025近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、董建绩教授团队，在光计算与边缘智能领域取得突破，成功研发了一款新型的光子边缘智能芯片（PEIC）。该芯片创新性地实现了将图像、光谱和射频信号等多种模拟信号融合并在光域中直接处理，为解决边缘计算中实时、高通量模拟信号处理的瓶颈问题提供了全新方案。相关研究成果发表在学术期刊《Nature Communications》上，题为 Photonic edge intelligence chip for multi-modal sen...
29 Sep
20252025年9月29日，应刘阳教授邀请，深圳国际量子研究院杨宇嘉研究员到访我校，作题为《基于集成光学芯片的光与自由电子相互作用》的学术报告。报告中，杨宇嘉研究员系统介绍了利用集成光学芯片实现对自由电子束光学调控的前沿进展，包括连续电子束相位调制、微腔介导的电子-光子对生成、自由电子与非线性光学耦合、电子能量损失谱高精度校准等。他指出，该交叉方向有望推动新型电子显微方法、量子相干探测及片上介电激光加速器的...
19 Sep
2025近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心董建绩、周海龙等人在光学神经网络芯片扩展性方面取得重要突破。他们提出了一种名为“部分相干光学深度神经网络”新架构，成功解决了片上光神经网络的深度扩展和规模扩展两大瓶颈。该架构采用级联增益的光学非线性激活函数和部分相干光源，实现了迄今为止输入规模最大、层数最多的单片集成光学神经网络。研究成果发表于《Light: Science & Applications》期刊上，题为 Scaling up for en...
20 Aug
20252025年8月20日，《Nature Communications》期刊在线发表了华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮教授和余宇教授研究团队的最新研究成果，题为 Disordered-guiding photonic chip enabled high-dimensional light field detection 。该研究提出基于无序引导型光子芯片与神经网络的高维光场探测系统，可同时实现光的强度、宽谱以及混合全斯托克斯偏振态的综合检测。光的强度、光谱和偏振作为光场的不同维度特性，对光与物质相互...
15 Aug
2025近日，华中科技大学张新亮、董建绩教授团队成功开发了一种高效光子卷积器，该技术通过模式复用扇入解决了片上光信号合并时的损耗问题。相关研究成果发表在《Nature Communications》上，题目为 Highly Efficient Photonic Convolver via Lossless Mode-Division Fan-In 。扇入问题：从“单道合流”到“立体通行”在光子集成芯片中，扇入（Fan-in）是指将多路计算结果汇聚相加，是光学计算中常见操作之一。传统的单模扇入（singl...
11 Aug
2025近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、董建绩研究团队联合中国科学院上海技术物理研究所胡伟达研究员，提出新型光子逻辑张量计算架构，并研制出单核算力超Tbit/s的可重构光子逻辑芯片。该成果突破了传统光子逻辑门并行性不足、重构能力差的限制，发表在学术期刊《Optica》上，论文题为“Photonic logic tensor computing beyond Tbit/s per core”。逻辑门是现代数字计算系统的基础组件。随着人工智能和通信行业的快...
02 Jul
2025近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心董建绩教授团队、夏金松教授团队开展合作，成功开发首款用于加速射线追踪的光子计算芯片。该技术通过在光域中进行射线-包围盒的相交测试运算，为解决图形学中实时、高逼真度渲染的瓶颈提供了全新解决方案。相关研究成果发表在学术期刊《Nature Communications》上，题为 Thin-film lithium niobate photonic circuit for ray tracing acceleration 。从娱乐、办公到教育、医疗，增强现实...
30 May
20252025年5月30日，《Science Advances》期刊在线发表了华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、余宇教授研究团队的最新研究成果，题为 All-integrated multidimensional optical sensing with a photonic neuromorphic processor 。该研究提出光场敏化器与光学神经网络（ONN）全集成架构，突破传统级联传感器的光电转换与离线处理瓶颈，成功实现了高精度的实时多维光场感知。光的感知在科学研究及日常生活中至关重要。光作为一...
24 May
20255月24日，中国光学学会组织专家对武汉光电国家研究中心/光谷实验室张新亮教授团队完成的“50MHz帧率的高分辨率太赫兹频谱分析仪”进行了科技成果评价，专家组由来自高校、研究院所的8位专家组成，由叶朝辉院士和潘垣院士担任专家组组长和副组长。在国家脉冲强磁场研究中心现场，专家组现场观看了太赫兹频谱分析仪用于高功率回旋管太赫兹源的频率测量。得益于50 MHz的测量帧率，太赫兹频谱分析仪能以20 ns一帧的速率对太赫兹源频...
20 May
2025光学神经网络（ONN）具有低功耗、高计算效率和高并行性的特点，为满足日益增长的算力资源需求提供了一种前景广阔的解决方案。然而，现有ONN芯片缺乏高性能的光学非线性激活函数，以及光学线性计算单元在芯片内尺寸大，难以支持高密度集成的全光非线性深度神经网络。此外，由于光学非线性与高并行性之间的固有不兼容性，现有的非线性光学神经网络无法支持多任务和多线程处理。因此，目前的非线性深度神经网络在集成密度、非线性...
10 May
2025近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、董建绩研究团队联合中国科学院半导体研究所李明研究员成功研发了一种单片集成的光电耦合伊辛机。该技术实现了片上光学物理退火，在提升能效、缩小尺寸和加快收敛速度方面具有重要突破。研究成果发表在学术期刊《Nature Communications》上，题为“A monolithically integrated optical Ising machine”。面对摩尔定律放缓和电子芯片能效极限，如何突破冯·诺依曼架构成为新一代计...
06 May
2025近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、董建绩教授研究团队成功研发了一种基于波长编码的异步光学循环加速器。该技术突破了光学计算中的同步控制瓶颈，降低了计算能耗，并提升了计算效率。研究成果发表在学术期刊《eLight》上，题为“Monolithically integrated asynchronous optical recurrent accelerator”。随着人工智能和大规模数据处理需求的急剧增长，传统电子计算受限于能耗和延迟。光学计算因其高速、低功耗...
25 Apr
20252025年4月25日上午，应刘阳教授邀请，比利时根特大学与欧洲微电子中心（IMEC）教授、国际著名光子学专家Wim Bogaerts教授在新光电信息大楼C118作了题为《面向信号处理的可编程集成光子芯片》（Programmable Photonic Circuits for Signal Processing）的精彩学术报告。本次讲座吸引了我校众多师生到场交流，现场气氛热烈。报告伊始，Bogaerts教授指出，集成光子学已成为光纤通信等领域的核心使能技术，其借助成熟的微电子制造工...
23 Jan
20252025年1月23日，《科学》期刊在线发表了武汉光电国家研究中心邵明教授、张新亮教授团队的最新研究论文，题为“Mechanically robust and stretchable organic solar cells plasticized by small-molecule acceptors”（《小分子受体增塑实现机械强韧且可拉伸的有机太阳能电池》）。该研究成功实现了兼具优异的机械柔韧性和高光电转换效率的可拉伸太阳能电池，为可穿戴设备提供一个理想的供能解决方案。随着可折叠手机、智能手表...
19 Sep
2024随着全球数据流量的迅猛增长，光通信技术迎来了前所未有的机遇。近日，华中科技大学董建绩教授团队与国家信息光电子创新中心肖希博士团队合作，成功研发了一种基于Beneš架构的高密度多模光开关矩阵。该光开关矩阵支持同时切换四种模式，并在C波段的所有模式下实现了超过9 dB的消光比。研究表明，该光开关矩阵在极小尺寸和低功耗下，能够维持50 Gbaud PAM4信号的高质量传输，成为下一代高效光通信系统的重要突破。研究成果已以...
30 Jul
2024近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、董建绩教授团队提出了一种用于多模态深度学习的可训练衍射光学神经网络。利用光的相干性和叠加性，大量片上衍射单元可以通过光的衍射在不同模态配置下模拟神经元互联。在光学神经网络训练完成后，只需要一次光的前向传播即可得到推理结果。该工作有望为低功耗人工智能大模型提供潜在的解决方案。相关成果以 Multimodal deep learning using on-chip diffractive optics with in ...
09 Apr
20242024年4月9日，《自然-光子学》（Nature Photonics）以 Avalanche photodiode with ultrahigh gain–bandwidth product of 1,033 GHz 为题在线发表了张新亮教授和余宇教授课题组在雪崩光电探测器的研究中取得的重要研究成果。他们基于锗硅材料，首次实现了增益带宽积超过1THz的高速雪崩光电探测器。雪崩光电探测器（APD）是一种具有高增益和高灵敏度的探测器，广泛应用于微弱光探测，比如长距离光纤通信、单光子探测和生物医学...
09 Jan
20242024年1月9日，《光学》（Optica）以 All-optical complex-valued convolution based on four-wave mixing 为题在线发表了张新亮教授课题组在基于非线性效应的全光复值计算的研究中取得的最新研究成果。他们基于光学四波混频效应，首次实现了并行的5种不同功能的全光复值卷积/相关运算。卷积是一种重要的数学运算，在卷积神经网络等应用中，卷积计算通常会消耗大量的计算资源，因此需要通过专用设备来实现卷积计算的加速。与基...
27 Oct
202310月27号，PhotoniX 在线发表了华中科技大学张新亮教授团队关于通用的智能模式处理器的研究论文，文章标题为《Chip-to-chip optical multimode communication with universal mode processors》。博士研究生吴波和张文凯为论文的共同第一作者。董建绩教授和周海龙副教授为论文的共同通信作者。光载波由于其大带宽和低损耗传输的特点已经被广泛地用来远距离传输信息，也就是众所周知的光纤通信。自从光纤通信的概念被提出以来，...
27 Sep
2023高质量的微波信号是现代微波系统的基石，在民用和国防军事等领域具有广泛的应用。由于电子瓶颈的限制，传统的电子技术在产生高频、低相位噪声的微波信号时仍然面临着严峻的挑战。微波光子技术借助光子技术低损耗、大带宽、抗电磁干扰的优势，为高质量微波信号的产生、处理和传输提供了全新的思路和有力的支持。其中，光电振荡器（Optoelectronic Oscillator，OEO）是一种可以产生高频、低相位噪声、高频率稳定性的光生微波技术...
07 Jul
2023图1 借助高维空间中的线性运算实现非线性功能1. 导读随着大数据处理和下一代通信技术的飞速发展，传统的电子硬件越来越难以满足飞速增长的计算资源需求。光学计算由于其低延迟、高速率和高并行性而成为克服这一障碍的潜在替代方法之一。但在现有光学计算方案中，光子线性计算形式多样且易于实现，而光子非线性计算存在种类相对有限且实施困难的问题。针对这一问题，近日华中科技大学张新亮教授团队在《Nanophotonics》发表文章...
03 Jul
2023导读低功耗、高速度、大带宽和互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容性等优势使得硅光子集成电路（PICs）成为通信革命的核心。移相器作为实现相位调谐的基本光子器件，在光学相控阵、光学神经网络和集成光量子等PIC应用中均需要进行大规模集成。热光移相器利用微加热器加热波导实现相位调谐，具备易制作、低成本且结构紧凑的优势，被广泛应用在大规模PICs中。然而，传统的金属微加热器在进行热光调谐时需要厚的光绝缘层以避免吸...
05 May
20232023年5月5日，《Science Advances》在线发表了华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮教授研究团队题为“Real-time Fourier-domain optical vector oscilloscope”的研究论文。该研究提出了一种超大带宽的实时光学矢量示波器，将测量带宽拓展至3THz，实现了多通道高级调制格式信号的同步全光场探测，对未来高速相干光通信的实时探测和光学性能监测具有重要意义。近年来，随着实时视频通话、虚拟化数据中心等宽带网络应用的发...
28 Apr
2023近日，华中科技大学张新亮团队以《On-chip photonic spatial-temporal descrambler》为题在 Chip 上发表研究论文，报道了一种可同时进行时间和空间维度解扰的全光解扰器，第一作者为张文凯博士，通讯作者为周海龙副教授。作为光纤通信系统中补偿信号串扰不可或缺的部分，传统数字多入多出（MIMO）信号处理器面临计算复杂度高、功耗大和处理速度相对较低等挑战。光学器件具有低延迟、低功耗、大带宽等优势，全光MIMO的方案被提出...
18 Apr
20232023年4月18日，第743次香山科学会议在北京成功召开。图为执行主席戴庆研究员、朱星教授、李培宁教授、胡德波研究员在主持会议（从左到右）2023年4月18-19日，以“多场条件超高分辨近场光学技术”为主题的香山科学会议第743次学术讨论会在北京成功召开。本次会议聘请北京大学物理学院朱星教授、国家纳米科学中心戴庆研究员、华中科技大学光学与电子信息学院李培宁教授、国家纳米科学中心胡德波研究员担任执行主席。来自国内20余...
