作为“发明家”入选“创新 35 人”的王骋致力于研发高性能薄膜铌酸锂（LiNbO₃）光电芯片，实现了一系列小体积、高速率和低功耗的光器件研制。研究成果不仅体现在一批高水平论文上，还获得了 MIT the Engine 基金投资，直接转化为一家致力于薄膜铌酸锂器件商业化的初创企业（HyperLight Corporation）。

获奖时年龄：31 岁

获奖时职位：香港城市大学电机工程学系助理教授

获奖理由：他发明了独特的薄膜铌酸锂平台及配套微纳加工体系，实现了高性能、小体积、低成本、低功耗的光互连解决方案。

2020 年以来，新冠疫情肆虐，不仅对各国公共卫生系统造成了严重的冲击，也对经济活动和人民生活产生了深刻的影响。如今，网上授课、视频会议、在线购物已成为了新常态，而在品类繁多的手机 APP 背后，是光纤网络在支撑着海量的数据传输，以满足数据中心不断增长的云计算和云存储需求。

构建薄膜铌酸锂平台及微纳加工体系，突破传统铌酸锂电光调制器性能瓶颈

铌酸锂高速电光调制器一直是长距离光纤网络中的核心器件，用于将服务器中的电信号转换为光纤中的光信号。王骋表示，传统的铌酸锂电光调制器，由于缺少合适的微纳加工手段，这些调制器体积大、价格高、功耗高、开关速率低，难以满足未来通信网络的需求，业界急需能同时实现高密度集成、超高速率、低成本、低功耗的光互连解决方案。

王骋介绍称，实现铌酸锂光学器件集成化和小型化的主要挑战在于该材料的化学惰性较强，用传统的反应离子刻蚀方法不仅刻蚀速率慢，而且刻蚀后的波导表面十分粗糙，光学损耗很大。

从 2013 年开始，在哈佛大学攻读博士的王骋反复探索高性能薄膜铌酸锂光电芯片，历时 4 年，终于成功构建了以氩离子物理刻蚀术为基础的成套铌酸锂微纳加工体系，累计将器件光学损耗降低超过三个数量级，达 0.027 dB/cm。这意味着光信号可以在芯片上传输超过 1 米的总距离而仅损耗一半功率，也意味着铌酸锂平台跻身超低损耗纳米光电材料之列，同时还具备独特的电光调制特性。

从实验室走向市场，逐步完成电光调制器的成果转化

2018 年，王骋进一步将超低损耗铌酸锂光器件平台与高速微波结构相结合，创造了集成电光调制器性能新纪录。相比传统铌酸锂器件，他开发的调制器体积成倍缩小而传输的数据量大幅上升。更重要的是，该器件的驱动电压仅 1V 左右，可与 CMOS 集成电路直接兼容，因而无需再配置功耗巨大、价格昂贵的电压放大器，是未来超高容量、低功耗光互连网络的理想器件。

2018 年底，王骋与同事和导师共同成立了初创公司 HyperLight 进行成果转化，公司得到了 MIT the Engine 基金的投资。王骋表示，经过几年发展，公司基本解决了电光调制器从实验室到产品的主要技术瓶颈，并实现了一定规模的销售收入，接下来期望的便是尽快将产品量产。

除电光调制器以外，王骋还基于薄膜铌酸锂平台研发了一系列高性能光电子器件和芯片，包括宽频谱电光频梳产生，可编程光学分子器件，用于克尔光频梳产生、滤波和操控的一体化光芯片，以及高效光学频率转换器件。

王骋认为，上述成果均表明薄膜铌酸锂平台能够提供一整套高性能、多功能的光电子生态系统，有望应用于未来光通信、精密测量、量子信息处理和生化传感等不同领域。

关于铌酸锂平台的进一步研究发展，王骋说道，铌酸锂平台具有优异的电光调制和低损耗传输性能，但平台本身没有激光器和光探测器，在未来，需要将其他的材料跟铌酸锂进行结合。目前，已经有一些研究组把铌酸锂集成到其他的材料平台上，但是他更希望能把其他材料集成到铌酸锂平台上来，要如何一步步实现，仍需要时间来验证。

开发复杂芯片架构，为未来6G通信等提供解决方案

谈到铌酸锂光电子芯片技术在其他领域的应用，王骋对光芯片技术在未来 6G 通信、毫米波、光互连网络和量子计算系统等各个领域的延伸均有所期待。

以毫米波为例，可利用光芯片的技术和手段去帮助解决毫米波波段的问题。王骋也是香港城市大学太赫兹及毫米波国家重点实验室的成员之一，该实验室致力于拓展毫米波及太赫兹技术的发展与应用，核心研究领域包括天线设计、射频集成电路及快速运算法等，其目标是通过基础及应用研究协助国家提升通讯技术。

王骋也对集成光子学的发展趋势提出了自己的看法。他表示：“未来集成光子学的研发将进一步从单一器件和单一应用（如光通信）向复杂网络和复杂功能转变。以集成铌酸锂光电平台为例，目前已经可以在 6 英寸晶圆的规模上进行芯片加工，而片上光损耗仅为 3dB/m。这不仅意味着可以极低的成本制造每一个器件，更意味着这些光学器件可以实现大规模的级联以实现复杂的功能，包括但不限于超高容量光互连网络、光学加速的人工智能芯片、高精度激光雷达、实用量子计算等，其影响将不亚于集成电路产业在过去几十年给人们带来的变化。”

目前，王骋在香港城市大学组建了自己的研究团队，研究重点是研究纳米结构中的光与物质相互作用和光电子现象——与光波长相当或远小于光波长的结构，使用最先进的纳米制造技术，开发可用于数据通信、传感器和量子技术等领域的光子元件。

关于未来的计划，王骋表示，将进一步扩大铌酸锂光电子芯片的规模和功能复杂度，努力探索新的技术突破并将成果持续推向现实应用。

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