2026CLEO国际学术会议

近日，北京大学深圳研究生院信息工程学院李倩课题组在激光科学、集成光子学及前沿应用领域取得系列重要进展。相关成果于全球光电子领域的顶级学术会议CLEO 2026（Conference on Lasers and Electro-Optics）首次公开发布。

作为国际光子学界最负盛名的盛会，本届CLEO会议于2026年5月17日至21日在美国北卡罗来纳州夏洛特举办，涵盖激光科学、非线性光学、超快激光、微波光子学等多个基础研究与前沿交叉方向。课题组成员黄海坤受邀参会，并代表课题组口头展示了在锁模光纤激光器、超连续谱产生、以及通感测一体化等方向的4项高质量创新成果，核心成果亮点如下：

超快光源与集成光子芯片是现代精密测量和光子计算的基石。课题组打破传统范式，将系统机制创新与深度学习算法深度融合，从硬件控制与器件设计两个维度实现了智能光子学的关键突破：

团队提出并实验实现了一种基于全保偏线形腔干涉仪锁模机制的宽谱、低噪声飞秒掺铒光纤激光器，结构如图1所示。通过在腔内引入非互易相位调控结构，结合精细色散管理，利用线形腔单点熔接的天然优势实现了超高精度的腔内净色散控制，相关性能测试结果如图2所示。该激光器创下了目前已报道同类激光器中最宽的输出谱纪录之一（3 dB光谱带宽达56.5 nm），脉宽仅为69.8 fs。同时，其积分相对强度噪声（RIN）低至0.0076%，信噪比高达108.89 dB，实现了高品质单脉冲输出与高环境鲁棒性。

图1. 基于全保偏线形腔干涉仪锁模的飞秒掺铒光纤激光器架构

图2. 飞秒掺铒光纤激光器性能测试结果

同时为了解决基于自稳定干涉仪的全保偏激光器有效锁模窗口极窄，高度依赖人工经验调谐的问题。课题组在国际上首次展示了一种基于自稳定干涉仪的智能自动锁模光纤激光器架构。系统采用FPGA驱动的电动偏振旋转器，创新性地融合了类退火搜索算法与AI光谱状态判别，成功在极其苛刻的窄窗口下实现了“自动寻优与稳定锁模”，输出了脉宽241 fs、重复频率113 MHz的高质量孤子脉冲。

图3. 基于自稳定干涉仪的智能自动锁模光纤激光器架构

集成氮化硅波导是片上超连续谱光源的理想平台，但其产生的强非线性物理演化过程错综复杂，针对传统数值求解（GNLSE方程）计算难度大、耗时长的问题。课题组通过构建了一种数据驱动的AI替代预测模型，将双向循环门控单元（Bi-GRU）神经网络与层级注意力机制（SAtt）深度融合，高精度提取局部光谱突变与全局非线性特征,神经网络的框架如图4所示。该模型能够以极高的保真度，近乎瞬间地复现孤子自压缩、高阶孤子裂变以及可见光和中红外色散波产生等物理图景，相关结果如图5所示。在典型的11阶高阶孤子输入下，模型预测与真实数值仿真高度一致，归一化均方根误（NRMSE）低至0.067。这一技术成功消除了计算瓶颈，为未来光子芯片的智能微调与实时控制铺平了道路。

图4. BiGRU-SAtt 神经网络的框架

图5. 11阶孤子驱动SC生成过程中的光谱强度演化（100fs, 1898 W）。图中显示了(a) NLSE模拟的演化，(b) BiGRU-SAtt神经网络的预测结果，(c)两者的差异。

课题组进一步将光子技术赋能于6G网络和万物互联，提出并演示了一种新型光子赋能的通感测一体化系统，该系统架构如图6所示。该系统通过在统一的物理框架内共享硬件与信号资源。在发射端利用三阶光学边带同时生成六倍频的雷达通信信号；在频谱传感模块中，摒弃了非线性光纤等传统高成本方案，创新引入两路相干的线性调频（LFM）光源混频实现频率-时间映射，有效补偿了光源波动和环境漂移；在通信解调端，无需传统的本地振荡器或高速示波器，极大压降了硬件成本。实验测试表明，该系统实现了2厘米的雷达测距精度和8Gbit的无线传输速率，结果如图7所示；同时，对于频谱感知，实现了30 GHz-39.6 GHz带宽范围内的频谱测量，频谱传感误差小于1 MHz，结果如图8所示。该方案为智能交通、智慧城市及卫星超级星座提供了极具竞争力的一体化技术路径。

图6. 光子赋能的通感测一体化系统架构

图7. 雷达和通信测试结果

图8. 频谱感知测试结果

图9. 黄海坤博士研究生作报告分享

未来，课题组将继续聚焦科研创新，产出高质量成果，积极参与国际合作与学术交流。