量子科技的发展多年来得到了光电技术的有力支撑，笔者团队由此进行了一系列光电量子器件的研究和开发。为在光纤量子通信中实现单光子信号的按需产生，笔者设计了几种微纳柱型光腔-量子点单光子源；发展了频分复用技术，研制了高纯度、高全同的宣布式单光子源；利用GaN缺陷的单光子特性，制备了室温量子随机数发生器。笔者优化周期极化铌酸锂的级联波导结构设计，大幅提升了通信波段量子纠缠光源性能，使保真度高于97%，噪声特性提高10倍；设计和制备Si₃N₄微环腔纠缠源器件，实现了99%的干涉可见度，展示了芯片集成量子光源的技术可行性；应用所制备的纠缠光源，实现了数十千米光纤基量子密钥分发和量子隐形传态。笔者发展了单光子探测器制造工程，研制了用于太阳光谱量子测量的低噪声高速雪崩单光子探测器和用于量子成像的128×32及以上规模的雪崩焦平面单光子探测器。笔者制备了光纤基量子存储器，实现了1 650个光子模式的有效存储；研究了光机械量子器件的原理机制，探索了纳米光机电系统用于量子精密测量的技术前景。希望以上综述为未来量子信息网络的发展提供研究参考和技术储备。

基于Sprott-R三维混沌系统，提出了一个具有多稳态和调幅特性的简单四维忆阻混沌系统。首先分析了系统的稳定性，发现该系统具有无穷多个不稳定平衡点。进而利用Lyapunov指数谱、分岔图及相平面图，研究了该忆阻混沌系统的复杂动力学行为特性。研究结果表明，当系统参数发生变化时，系统会经反倍周期分岔由混沌态进入周期态；在不同初始条件下，系统能产生三种共存吸引子，分别为双混沌吸引子共存、周期极限环与混沌吸引子共存、双周期极限环共存；当初始条件变化时，系统输出四维混沌信号的幅度均发生变化。最后，对该系统进行了电路设计与仿真，验证了该忆阻混沌系统的存在性。

Silicon waveguides typically exhibit optical anisotropy, which leads to polarization correlation and single-polarization operations. This consequently creates a demand for polarization-control devices. This paper introduces a CMOS-compatible O-band reconfigurable TE/TM polarization rotator comprising two symmetrical polarization rotator–splitters and phase shifters. This configuration enables dynamic conversion of any linear polarization to its quadratic equivalent. Experimental results indicate that the reconfigurable polarization rotator exhibits an insertion loss of less than 1.5 dB. Furthermore, the bandwidth for a polarization extinction ratio beyond 15 dB exceeds 60 nm.

微电子技术使电子器件从分立走向集成，带来成本、可靠性、功耗和体积等方面长达几十年的指数级改善，是电子信息技术能够得到广泛应用的关键。当前，电子信息技术正遭遇带宽和能耗等瓶颈制约，摩尔定律步履维艰。光子作为另一种主要的信息载子，具有高带宽、高速率、低功耗和高并行等特性，信息技术的继续进步必须更为倚重光子。但是，光子器件的成本、可靠性和规模生产性等方面严重落后于电子器件。因此，基于电子器件发展的历史经验，我们提出光电子“微电子化”，强调光电子以“集成”为发展轨道，以“光电融合”为发展方向。以集成为发展轨道，是强调光电子需借鉴微电子的经验，以适应现代信息系统对器件的要求。光电子的集成化发展有3个主要特征：一是芯片平台硅基化，二是集成规模稳步提升，三是生产模式向fabless演进。以光电融合为发展方向，是强调光电子需与微电子相互结合，通过两者的器件一体化、功能融合化来共同解决信息技术目前面临的带宽、速率和功耗等挑战，以适应数字孪生和元宇宙等应用的要求。光电融合主要有芯片和系统两个层面，涉及到单片光电集成、光电共封装（CPO）、混合光电集成、设备解汇聚和光电混合计算等。光电子“微电子化”不仅是一种技术发展指引，还将对信息光电子产业形成重要影响。文章从市场、竞争、企业和产品等角度进行了开放式思考，指出其可能引发产业重塑。信息光电子发展的“微电子化”是信息技术继续前进的客观要求。一方面，光子正由传输技术泛化为信息通信技术（ICT）全域的泛在连接技术，宏尺度上从地面进入海洋和太空，微尺度上从架间、板间进入板内、封装内和片内。另一方面，光子将由带宽提供技术泛化为ICT全域的硬件基础技术，从传输和连接进入计算、处理和路由等复杂功能域。光电子的“微电子化”将使光子不仅有潜力而且有能力充分发挥自身优势以支撑信息技术的继续进步。

设计了一种由一个槽型腔和两个波导耦合构建的金属-介质-金属 (MDM) 滤波器，并利用时域有限差分法对该结构进行了仿真研究，分析了主要结构参数对滤波器传输特性的影响。研究发现：纵向位移L_d对传输特性有重要影响, 会导致新的谐振峰出现; 在一定范围内, 槽腔宽度W_c 的增加使得透射峰增加并且更均匀地分布在600～1500 nm范围内。通过参数优化最终设计了分布于550、730、920、1330 nm波段窗口附近的多通道滤波器，该设计透射峰窄、品质因子良好，且结构简单、易于集成、制作方便，能够很好地运用在波分复用系统及光通信中。