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20 世紀(jì) 80 年代，科學(xué)家發(fā)明摻鉺光纖放大器（EDFA，Erbium-Doped Fiber Amplifier），并逐漸發(fā)展成光纖通信技術(shù)中光信號放大的首選技術(shù)。

EDFA 是奠定現(xiàn)代高速光通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其通過提供低噪聲、寬帶多波長的光信號放大能力，能夠每隔 80 至 100 公里將光信號放大，補償信號傳輸損耗，實現(xiàn)信號再生。

該技術(shù)讓長距離光通信網(wǎng)絡(luò)成為可能，并支撐了全球互聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)等基礎(chǔ)設(shè)施。如今，也已成為光纖激光器、激光陀螺儀、激光加工、激光手術(shù)、激光雷達等系統(tǒng)種的最重要一環(huán)。

華中科技大學(xué)劉陽教授在海外工作期間，致力于研究基于稀土元素?fù)诫s的集成光子芯片的器件開發(fā)、基礎(chǔ)和應(yīng)用，特別是集成的高功率波導(dǎo)光放大器和低噪聲激光器。

近年來，他與合作者將傳統(tǒng)的臺式光纖光源集成到光芯片上，實現(xiàn)微型芯片化。同時，在應(yīng)用中探索了新型、高精度的微波光子信號處理、高速光通信和光子雷達探測系統(tǒng)。

分別實現(xiàn)了芯片級的高功率硅基集成摻鉺光纖放大器和低噪聲激光器，關(guān)鍵參數(shù)達到了商用光纖光源的性能，在尺寸、重量和工作波長范圍等方面實現(xiàn)了超越。

憑借研發(fā)世界首個百毫瓦級別高功率硅基集成摻鉺放大器，實現(xiàn)低噪聲摻鉺激光器芯片和基于聲光效應(yīng)的微波光子處理系統(tǒng)，劉陽成為 2023 年度《麻省理工科技評論》“35 歲以下科技創(chuàng)新 35 人”中國入選者之一。

相關(guān)技術(shù)有望為一系列應(yīng)用提供關(guān)鍵基礎(chǔ)，例如小型化光子輔助雷達、下一代光通信收發(fā)機、星載激光通訊、超大規(guī)模片上光計算網(wǎng)絡(luò)、激光測距和量子光學(xué)等。