1989年6月，为了引领和支撑高速发展的光通信技术，作为国家科技发展战略的一部分，国家计委批准建立本实验室。
实验室现任学术委员会主任为院士李儒新教授，实验室主任为何祖源教授。依托单位为上海交通大学和北京大学。
实验室成立以来，率先完成了国内第一套波分复用光纤通信系统——广州-深圳4×2.5Gb/s双向无中继WDM光纤通信系统工程，获国家科技进步奖三等奖。率先完成了支持组播和突发调度的自动交换光网络，在三角地区开展试验示范，获得国家科技进步二等奖。以上述两个重要成果为核心，衍生和发展出了光传输、光网络、光传感与信号处理和光电子器件研究四个主要研究方向，形成系列成果，成为国际上光通信方向的重要研究力量。
"十一五"期间，本实验室对国内本领域的主要研究发展基金和发展计划，如973项目、863项目、自然科学基金项目、国家科技支撑计划项目、国家重大科技专项等均有比较大的贡献：
（1）战略研究方面：作为国家“十二五”宽带网络科技发展规划起草组组长单位，主持和参与制订国家高速光通信领域的战略研究，对我国光通信发展的战略研究和国家宽带科技发展计划做出了重要贡献。
（2）重大基础研究方面：本实验室作为首席科学家单位主持承担了超大容量光网络和高速低功耗光子集成两个重要的973项目，以及15个相关课题，参加自然科学基金重大项目，主持承担自然科学基金重点项目4项，引领和组织了光通信领域两个重要前沿方向的基础研究。
（3）高技术研究与发展方面：本实验室在光通信领域引领和支撑了国家863计划重大项目“高性能宽带信息网”、“高可信网络”和“三网融合演进技术与系统”中的“国家试验床”的研究开发，支撑了“下一代广播电视网”的光通信网络规划和建设，对国家在光通信领域的科技发展和示范网建设做出了重大贡献。
（4）成果产业化方面：以本实验室光纤同轴混合接入为核心的同轴电缆高速接入技术，已经成为广电行业自主创新的重要标准之一。
五年来，实验室共主办、承办了国际性会议3场、国内会议 1场。实验室研究人员先后在Optical Fiber Communication Conference (OFC)和European Conference of OpticalCommunication (ECOC)、INFOCOM等十余个国际会议上担任委员、分会主席、大会主席或组委会主席等职。有2位教授入选美国光学学会Fellow，45人次担任国际会议大会主席、技术委员会主席和委员等。在光通信最顶级的国际会议 — 美国光纤通信国际大会（OFC）技术委员会（2016）上，有3名来自中国大学的教师入选技术委员会委员，全部来自本实验室（胡卫生教授、周治平教授、义理林教授），例证了本实验室在中国光通信领域具有不可替代的地位。实验室成员在国内外会议上做邀请报告257次。
实验室坚持面向国际学科发展前沿，近五年共发表SCI论文979篇，总影响因子IF = 2415.8，篇均影响因子大于2.0，SCI完全他引总次数2799。影响因子IF≥7.0的SCI论文23篇，影响因子IF≥3.0的SCI论文338篇，影响因子IF≥2.0的SCI论文531篇，ESI高引论文4篇。其中，在Nature Photonics (IF 31.167) 发表2篇，Light: Science & Applications (IF 13.6) 2篇，Physical Review Letters (IF 7.645) 3篇，Laser & Photonics Reviews (IF 7.486) 2篇，Nanoscale (IF 7.76) 5篇。
实验室在国际标准化方面也取得了突破，参加国际互联网工程标准组织（IETF）并主持制订了光网络性能度量的国际标准（RFC6777），引领了国际光网络性能研究领域的标准化进展。
实验室依托于通信与信息工程、电子科学与技术、物理等三个一级学科，并与计算机应用、医学等结合，知识结构合理，有利于组织基础研究、重大工程应用基础研究和交叉学科研究。
在依托单位上海交通大学和北京大学的有力支持下，实验室将始终围绕国家的战略目标，立足创新的基础研究，并尽快实现科技成果的转化。加强实验研究与理论研究的结合，争取在光通信和光电子方面实现重大的突破并进一步引进和培养优秀人才，保持研究队伍的活力。
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