（1）1991年至1993年在日本东京工业大学荒井研究室留学期间，从事应变量子阱激光器及放大器增益特性的研究。首次在理论上提出拉伸应变量子阱具有高微分增益和窄线宽的新论

        点；采用单层拉伸变量子阱有源区结构, 成功研制出低阈值(217A/cm²)的FP腔激光器和楔形波导大功率（单模输出20.4dBm）光放大器；获得优秀博士论文奖。

（2）1994年加入NEC光-无线器件研究所，从事用于光纤通信领域DFB激光器的研究开发工作：

- 提出DFB激光器“反射镜损耗反馈效应”的概念，为提高DFB激光器的性能提供了新的理论依据；

- 发明“八分之一波长位移分布反馈”的新结构，在世界上首次实现了-20dB反射光注入状态下的无光隔离138公里传输；

- 研究开发出独创的无温控抗反射PC-DFB激光器, 实现了从摄氏-40度到+85度的温度范围内无光隔离45公里传输；

- 成功地研制出适合工作在高温环境下的FP腔激光器，实现了摄氏85度高温环境下无致冷工作时5mA的低阈值及输出功率5mW时仅20mA的低工作电流，是当时世界上报道的同类

  器件中最好的实验结果。

  于1997年获得NEC一等研究功绩奖，2003年获得NEC二等研究功绩奖。

（3）2003年回国在清华大学任教，致力于纳结构光电子学领域的研究，带领团队在光子晶体、表面等离子激元、硅基波导的研究中取得创新突破，实现了一系列国际领先的新功能集

         成光电子芯片：

       - 理论提出并实验验证在双曲超材料表面飞行的电子可产生无阈值切伦科夫辐射，研制出将电子发射源、双曲超材料、辐射提取单元集成一体的芯片，实现了世界首款全片上集成

         自由电子光源，尺寸仅为200mm。论文发表于《Nature Photonics》，同期的《Nature Photonics》发表了2000字的专题评论文章，该成果入选“2017年中国光学十大进展”。 

        - 提出基于超表面的微型光谱仪方案并研制出原型芯片，工作谱宽450-750nm，精度高达0.8nm；在此基础上研制成功集成了15万微型光谱仪的光谱相机芯片，一次拍照即可获得空

  间15万个不同位置点上的光谱信息，属于世界首创。 

- 提出拉链悬臂梁光声微腔调控声子非厄米耦合的新方法，研制出首个光控声学奇异点芯片，突破了传统声学传感只有线性响应的限制。

- 提出利用不同阶次OAM光束之间的正交性，由硅基光学微环构成高速轨道角动量动态编码/解码器，并给出了在集成芯片上通过轨道角动量编码实现高速无线光通信的解决方

  案，在2012年12月被Laser Focus World作为Newsbreaks报道；提出并实现了 “蛛网”型（Cobweb）和“齿轮”型（cogwheel）可调轨道角动量集成型发射器，分别实现了纯态轨道角

  动量模式在-10~11阶的动态调控，可调范围世界领先。

- 提出并研制成功异质光声晶体微腔，声子频率提高到5.88GHz，光声耦合系数1.31MHz，两项指标均为国际领先；实现了6.22GHz的声子激射，激射后的声子线宽由3.2MHz压缩

  至5.4kHz，光声纳臂微腔的器件长度仅为10mm，阈值低至0.5mW；提出新型的超高精度光声晶体微腔折射率传感器，传感精度δλ/λ = 1.0×10^-7，比现有硅基折射率传感器的最好

  指标提高一个量级。 

- 提出并研制出光量子态产生及操控集成光电子芯片，实现了高质量关联双光子、偏振纠缠、频率纠缠、能量-时间纠缠和超纠缠等多种双光子量子态的产生，首次实现浅脊硅波

  导和超导纳米线单光子探测器的混合集成芯片；构建了500米光纤量子信道的量子安全直接通信实验系统，实验论证了基于硅波导集成量子光源的50公里长距离光纤传送量子安

  全鬼成像，实现了40用户全量子连接（780量子链路）的密钥分发量子网络。

1991年至1993年在日本东京工业大学荒井研究室留学期间，从事了应变量子阱激光器及放大器增益特性的研究。首次在理论上提出拉伸应变量子阱具有高微分增益和窄线宽的新论点；采用单层拉伸变量子阱有源区结构, 成功研制出低阈值(217A/cm2)的FP腔激光器和楔形波导大功率（单模输出20.4dBm）光放大器；获得优秀博士论文奖。

1994年加入NEC光-无线器件研究所任特聘研究员，从事用于光纤通信领域的1.3及1.5微米DFB激光器的研究开发工作。提出DFB激光器“反射镜损耗反馈效应”的概念，为提高DFB激光器的性能提供了新的理论依据；发明“八分之一波长位移分布反馈”的新结构，在世界上首次实现了-20dB反射光注入状态下的无光隔离138公里传输；研究开发出独创的无温控抗反射PC-DFB激光器, 实现了从摄氏-40度到+85度的温度范围内无光隔离45公里传输；成功地研制出适合工作在高温环境下的FP腔激光器，实现了摄氏85度高温环境下无致冷工作时5mA的低阈值及输出功率5mW时仅20mA的低工作电流，是当时世界上报道的同类器件中最好的实验结果。于1997年获得NEC一等研究功绩奖，2003年获得NEC二等研究功绩奖。

2003年入选清华大学百人计划，任电子工程系教授，致力于纳结构光电子学领域的研究，承担过国家自然科学基金重点项目、973项目以及多项国际合作项目，带领课题组在光子晶体、表面等离子激元、硅基波导的研究中取得创新突破，研制出自由电子辐射、片上光谱相机、可预报单光子源、轨道角动量辐射等国际领先的集成光电子芯片；发表论文300余篇，引用数千次，申请专利182项（国际专利56项）； 创建的跨材料体系光电子芯片工艺平台，已为500余个科研团队和企业提供光电子芯片的加工制备，推动解决光电子芯片微纳加工的“卡脖子”难题；同时积极推动科研成果的产业化，是光电子芯片企业华慧芯、与光科技、光函数科技的创始人。