本项目面向光子芯片研发国际竞争日趋白热化的国际前沿和高性能多功能科技核心芯片研发与创新的国家重大需求，围绕光场固有衍射和散射带来难以克服的光场畸变等国际难题开展深入研究，透彻理解了基于类量子效应实现光场精密调控的物理原理与规律，明确了光场能够根据定制要求调整其空间形态是全光元器件功能良好发挥的前提条件以及人工微结构系统不能主动调控光场空间行为的科学问题。项目取得了如下成果：

（1）       提出了分数阶薛定谔方程光场动力学研究模型，突破了依赖经典波动方程研究光场空间行为的理论框架，为调控光场空间行为开辟了全新道路；

（2）       建立了拓扑边界孤子和拓扑激光的波导理论，发展了支持拓扑π模、平带、II型狄拉克锥等新奇物理现象的波导理论，解决了拓扑保护态与孤子态难以共存的科学难题，为制备既能抵御缺陷损耗又能保持信息载体空间特征的光隔离器、光分束器等光学功能器件奠定了理论基础；

（3）       提出了多光束干涉加速频差技术，发展了光波导折射率纵向周期调制技术，克服了人工微结构系统中拓扑保护机制与耦合机制难以共存的技术瓶颈，为研发强鲁棒性的拓扑耦合器件以及光子链路等集成光子芯片所需的全光元器件提供了技术支撑；

（4）       发现了基于线性谐振子模型产生自傅里叶光场的一种新方法，把自傅里叶光场的空间结构类型从有限拓展到无穷，为制备无损放大光场信息的扩束器等光信息处理器件以及高品质激光模式奠定了理论基础。

上述成果在国内外顶级学术刊物Physical Review Letters、Optica、Laser & Photonics Reviews、Advanced Photonics等发表SCI收录论文44篇，出版学术专著1部，其中论文总他引905次，单篇论文最高他引188次，他引超过30次的论文9篇，入选封面故事论文8篇，位列中科院分区大类一区的论文12篇。美国科学院外籍院士Modechai Segev教授、澳大利亚科学院院士Yuri Kivshar教授、欧洲菲涅尔奖获得者Stefano Longhi教授、中国工程院院士范滇元教授等国际著名学者对我们的研究成果进行了正面积极评价。本项目的研究成果对光场空间调控理论与应用基础研究做出了重要贡献，可用于优化和开发紧凑型光学功能器件以及光子链路等全光元器件，可为我国抢占新型全光元器件关键技术制高点和增强光子芯片关键技术自主创新能力提供科技支撑。