铌酸锂是一种性能优异的光学晶体，其材料光学损耗极低，且具有很强的电光和二阶非线性效应，是传统电光调制器和波长转换器件的常用材料，广泛应用于光纤通信、微波光子学及量子光学系统。然而，传统铌酸锂器件受限于加工方法，集成度低，不仅体积大、成本高，而且功耗和速率都难以满足未来光网络的需求。近年来，随着单晶铌酸锂薄膜技术和铌酸锂微纳加工技术的发展，片上集成的铌酸锂器件取得了长足的发展，不仅体积大大缩小，性能也大幅超越传统铌酸锂器件。本报告将回顾薄膜铌酸锂平台近年的发展历史，并介绍我们在该平台上实现的一系列高性能集成光子学器件，包括超低损耗光波导及微谐振腔，带宽达300 GHz、覆盖整个毫米波频段的电光调制器，具有120 dB∙Hz4/5 无杂散动态范围（SFDR）的高线性度调制器，低功耗、宽频谱的电光频率梳源，以及超紧凑的反向设计光子元件。在此平台的基础上，我们将进一步展示包括超高速模拟信号处理和图像边缘检测在内的高性能片上光子系统应用。这些器件有望为未来光通信、微波与毫米波系统提供小型化、高性能的解决方案。
