隨著“摩爾定律”逼近物理極限，傳統的電芯片已經無法滿足日益增長的算力需求，探索光芯片是解决問題的有效途徑。本項目團隊在澳門科學技術發展基金、國家自然科學基金等機構的資助下，結合自身在光學器件領域方面的優勢，瞄準國家需求，開展了光芯片關鍵組件調製器、光電探測器等的前沿探索工作。利用強的光-物質相互作用，我們設計了一種基於混合維度異質結的光學邏輯門，並用光學方法實現了邏輯“或”功能，為全光信號處理技術的發展提供參考和借鑒（圖1）。基於二維石墨炔的強Kerr非線性效應，我們提出了一種非線性光子二極管，該二極管打破了時間反轉對稱性，實現了Kerr非線性的單向激發，為光子二極管的應用研究提供了重要的借鑒（圖2）。

圖1 (a) 邏輯OR門的符號；(b) OR門的電路模型；(c) "A"、"B "和 "Y "的波形；(d) 基于Te@Bi QDs TNs實現OR門的光學模型；(e) 從光學OR門得到的結果。

圖2 (a) 基于SXPM的光控全光系統，有兩個交叉光（532納米和671納米）；(b) 當泵浦光的功率從60毫瓦變爲80毫瓦時，探測光的衍射環圖像；(c) 提出的基于二維Te NSs色散的全光開關，通過泵浦光來調製探測光，以實現開/關模式。