零折射率媒質中的等效空間波長趨近于無窮大，從而克服由光波段的短空間波長所帶來的諸多局限，例如導波光學中波導的最小彎曲半徑、非線性光學中的相位失配、量子光學中集體輻射效應的有限原子數目和空間範圍。我們設計并制造了一種片上集成零折射率超材料，開啟了在零折射率媒質中探索光物相互作用的大門。為了驗證零折射率，我們觀察光在零折射率棱鏡中的折射，并直接觀察零折射率波導中的（無限長）空間波長。這種超材料可應用于任意形狀波導、完美相位匹配、大面積單模激光器、連續波束掃描和擴展型超輻射等。

高精度、小型化的絕對距離測量系統是實現衛星組隊飛行、工業面形測量等精密型應用的基礎。我們提出了一種基于薄膜铌酸锂相位調制器的距離測量系統，可基于片上集成系統實現從數十厘米到數百米範圍内的絕對距離測量和運動物體速度測量。我們設計了可任意改變調制頻率的片上铌酸锂單波導型相位調制器，提出了相位調制信号自相關測距原理，利用不同調制頻率的調頻光在相同待測距離下自相關強度不同的原理，通過在一定範圍内掃描電光調制頻率實現超高精度的絕對距離測量，并實現高速的速度測量。與雙光梳等測距技術相比，本系統至少省去了一個光頻梳或鎖模激光器。