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

EDFA 是奠定現(xiàn)代高速光通信網絡的關鍵技術之一，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。

該技術讓長距離光通信網絡成為可能，并支撐了全球互聯(lián)網、云服務等基礎設施。如今，也已成為光纖激光器、激光陀螺儀、激光加工、激光手術、激光雷達等系統(tǒng)種的最重要一環(huán)。

華中科技大學劉陽教授在海外工作期間，致力于研究基于稀土元素摻雜的集成光子芯片的器件開發(fā)、基礎和應用，特別是集成的高功率波導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，關鍵參數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。

相關技術有望為一系列應用提供關鍵基礎，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)模片上光計算網絡、激光測距和量子光學等。