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双光反馈短腔半导体激光器动力学特性分析

激光杂志 2024年第1期45卷 49-53页

作者：龚全郭园园赵彤孙粤辉王云才太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024 太原理工大学物理与光电工程学院光电工程研究所太原030024 广东工业大学信息工程学院广东省信息光子技术重点实验室广州510006

提出并数值验证了双光反馈短腔半导体激光器可以稳定产生宽带混沌信号。通过理论分析对比了单光反馈和双光反馈两种结构下,反馈系数对激光器动力学特性的影响,发现双光反馈结构的短腔半导体激光器在很大的参数范围内可以产生混沌信号。... 详细信息

提出并数值验证了双光反馈短腔半导体激光器可以稳定产生宽带混沌信号。通过理论分析对比了单光反馈和双光反馈两种结构下,反馈系数对激光器动力学特性的影响,发现双光反馈结构的短腔半导体激光器在很大的参数范围内可以产生混沌信号。对激光器不同输出状态的信号特性进行分析,结果表明双光反馈结构的激光器经由倍周期路径演化为混沌状态。另外,研究了双腔的反馈系数对激光器输出信号带宽的影响,发现双光反馈结构的激光器产生混沌信号的带宽可达10 GHz以上,并且随着反馈系数增大而逐渐增加。

关键词：半导体激光器双光反馈混沌混合集成

基于串行交叉混合集成的概念漂移检测及收敛方法

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数据采集与处理 2022年第5期37卷 997-1011页

作者：郭虎升高淑花王文剑山西大学计算机与信息技术学院太原030006 计算智能与中文信息处理教育部重点实验室(山西大学) 太原030006

概念漂移处理大多采用集成学习策略,然而这些方法多数不能及时提取漂移发生后新分布数据的关键信息,导致模型性能较差。针对这个问题,本文提出一种基于串行交叉混合集成的概念漂移检测及收敛方法(Concept drift detection and convergen... 详细信息

概念漂移处理大多采用集成学习策略,然而这些方法多数不能及时提取漂移发生后新分布数据的关键信息,导致模型性能较差。针对这个问题,本文提出一种基于串行交叉混合集成的概念漂移检测及收敛方法(Concept drift detection and convergence method based on hybrid ensemble of serial and cross,SC_ensemble)。在流数据处于平稳状态下,该方法通过构建串行基分类器进行集成,以提取代表数据整体分布的有效信息。概念漂移发生后,在漂移节点附近构建并行的交叉基分类器进行集成,提取代表最新分布数据的局部有效信息。通过串行基分类器和交叉基分类器的混合集成,该方法兼顾了流数据包含的整体分布信息,又强化了概念漂移发生时的重要局部信息,使集成模型中包含了较多“好而不同”的基学习器,实现了漂移发生后学习模型的高效融合。实验结果表明,该方法可使在线学习模型在漂移发生后快速收敛,提高了模型的泛化性能。

关键词：流数据概念漂移集成学习串行分类器交叉分类器混合集成

混合集成窄线宽半导体激光器实现220 mW功率输出

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中国激光 2023年第3期50卷 206-207页

作者：陈晨魏芳苏庆帅皮浩洋辛国锋武慧敏孙延光叶青韩秀友蔡海文中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 大连理工大学辽宁大连116033 张江实验室上海200120

高功率、窄线宽的混合集成外腔半导体激光器在空间相干激光通信、激光雷达、光学传感等领域中有着广泛应用。随着相干激光通信技术的迅猛发展,1.55μm波段高功率窄线宽半导体激光器性能得到了非常明显的提升。2020年,美国研究者报道了... 详细信息

高功率、窄线宽的混合集成外腔半导体激光器在空间相干激光通信、激光雷达、光学传感等领域中有着广泛应用。随着相干激光通信技术的迅猛发展,1.55μm波段高功率窄线宽半导体激光器性能得到了非常明显的提升。2020年,美国研究者报道了输出功率为150 mW、线宽为60 kHz的混合集成硅光子可调谐激光器;2022年,上海交通大学研究者报道了输出功率为26.7 mW、激光线宽为4 kHz的Si3N4外腔可调谐激光器。受芯片波导损耗、耦合方式、有源芯片增益的限制,同时实现高功率和窄线宽存在挑战。为了削弱波导模式的限制,改善芯片耦合效率,进一步提升激光器的输出功率和压窄线宽,中国科学院上海光学精密机械研究所联合大连理工大学提出了混合集成高功率窄线宽激光器方案并研制成功,实现了激光线宽<8 kHz.

关键词：外腔半导体激光器混合集成可调谐激光器耦合效率波导模式硅光子上海交通大学激光线宽

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染料分子与聚合物光波导混合集成的实验研究

染料分子与聚合物光波导混合集成的实验研究

作者：李鑫华中科技大学

学位级别：硕士

光量子信息处理以编码和操控单光子为核心。单光子源是其中最重要的量子资源。将单光子源与光子芯片高效集成是光量子信息处理向大规模发展的有效途径,也是当今光量子技术发展中面临的重要挑战。晶体基质中的有机染料单分子是一类性能... 详细信息

光量子信息处理以编码和操控单光子为核心。单光子源是其中最重要的量子资源。将单光子源与光子芯片高效集成是光量子信息处理向大规模发展的有效途径,也是当今光量子技术发展中面临的重要挑战。晶体基质中的有机染料单分子是一类性能优异的单光子源,具有尺寸小、易制备、低温下跃迁稳定、线宽窄等优势。双光子三维激光直写技术是一种三维图案转移技术,可直接在有机聚合物材料上形成具有三维微纳图案的光子芯片。若能将双光子三维激光直写技术与有机染料分子结合,有望发展出一套灵活高效的全有机光量子芯片技术平台,推动大规模光量子信息处理芯片技术的发展。本文围绕片上集成单光子源这一重要主题,基于双光子三维激光直写加工技术,致力于将有机染料分子与有机聚合物光子芯片高效耦合集成,针对有机染料分子掺杂纳米晶的制备、纳米晶与聚合物的兼容复合体系构建、复合体系芯片设计和制备等关键问题开展了以下研究:1.使用再沉淀法制备掺杂有染料分子7,8:15,16-Dibenzoterrylene(DBT)的蒽(Anthracene,Ac)纳米晶,通过调整制备过程中不同溶剂的体积比、晶体溶液浓度、溶剂混合时的水温等参数获得了百纳米尺度的DBT分子掺杂蒽纳米晶,并表征了纳米晶的形貌及荧光辐射特性。2.分别测试了聚合物SU8、IP-DIP、PVA以及牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)与蒽纳米晶的兼容性。将纳米晶与经过组分改进的BSA相结合,构建兼容复合体系,并实现对复合体系的激光直写加工。3.采用激光直写套刻方案,将蛋白质基聚合物BSA波导与商用光刻胶聚合物IPDIP光子芯片结构相结合,实现染料分子与光子芯片的有效耦合集成,其中BSA波导用于实现染料分子荧光与光波导的耦合,IP-DIP光子芯片结构用于实现荧光的传输和片外耦出探测。

关键词：染料分子光波导混合集成激光直写牛血清白蛋白

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有机/无机混合集成微环谐振器的设计与制备

有机/无机混合集成微环谐振器的设计与制备

作者：李悦吉林大学

学位级别：硕士

本论文的研究内容为对有机/无机混合集成微环谐振器的设计与制备。对含有单个环形波导的微环谐振器的输出特性进行研究;研究波导间的耦合情况,将耦合区的耦合系数提取出来,精确计算微环谐振器的传输情况。通过仿真分析,得出微环谐振器... 详细信息

本论文的研究内容为对有机/无机混合集成微环谐振器的设计与制备。对含有单个环形波导的微环谐振器的输出特性进行研究;研究波导间的耦合情况,将耦合区的耦合系数提取出来,精确计算微环谐振器的传输情况。通过仿真分析,得出微环谐振器工艺参数,并进行器件的制作与测试。本文阐述了平面光波导理论,介绍了微环谐振方程及微环传输理论。首先回顾了波动方程理论,并运用波动方程对平板波导做出了解析解,对条形波导做出了近化解。接下来介绍了微环传输理论,对全通型微环谐振器、跑道型微环谐振器和平行信道微环谐振器的传输公式进行了推导,作为后续章节中器件设计的基础原理。基于二氧化硅平面光波导结构,设计并制备了一个可调谐微环谐振器。使用马赫—曾德尔干涉仪结构替代传统跑道型微环谐振器中的定向耦合部分,作为可调谐微环谐振器中对耦合系数进行调谐的耦合部分。制备的器件的消光比可以在1.12～13.84 d B之间进行调节,在消光比为13.84 d B时,可以获得4.47×10的高Q值;该器件的耦合条件调谐效率为3.956 pm/m W;波长偏移调谐效率为4.136pm/m W。基于聚合物/二氧化硅混合波导条形结构,制备了一个弯曲半径为120μm,耦合长度为1765μm的跑道型微环谐振器,并对其进行表征,得到该器件的FSR为0.351 nm,Q值为8680,在1544.629 nm谐振波长处获得了16.83 d B的消光比。该器件作为热光开关的能量效率为12.07 pm/m W,上升时间为174μs,下降时间为182μs。基于聚合物/二氧化硅混合集成波导倒脊形结构,对跑道型微环谐振器进行设计与制备。制备了一个弯曲半径为1400μm,耦合长度为1400μm的跑道型微环谐振器,并对其进行表征。该器件在1500.154 nm谐振波长处Q值为20272。

关键词：混合集成微环谐振器平面光波导理论集成光学

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混合集成实时声光频谱分析器

高技术通讯 1996年第8期6卷 1-3页

作者：周愈波李也凡赵胜鲁平李公羽孟淑华中国科学院长春物理研究所

采用半导体激光器、微型光学元件、光电接收器列阵和集成光学短程透镜以及导波声光调制器，研制成功了混合集成实时声光频谱分析器，体积为１５６×５６×５６ｍｍ。本文介绍了其工作原理、整体结构和部分实验结果。

关键词：声光混合集成频谱分析器

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混合集成微波鉴频器的研究

固体电子学研究与进展 1989年第3期 331-337页

作者：孙晓玮王家礼西安电子科技大学

本文介绍了一种使用介质谐振器的微波鉴频器,给出了设计方法及实验结果。

关键词：介质谐振器鉴频器回路谐振频率鉴频特性频率检波器电子设备混合集成鉴频灵敏度

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2.5Gb/s混合集成光接收机

高技术通讯 2007年第5期17卷 489-492页

作者：冯军张国宝黄璐张敬伟胡艳王志功江山东南大学射频与光电集成电路研究所南京210096 武汉光迅科技有限责任公司武汉430074

研制了适用于光纤通信系统的具有完全自主知识产权的混合集成光接收机。该接收机由半导体光电探测器和相应采用硅0.35μmCMOS工艺研制的高速集成电路组成。混合集成模块采用高介电常数的陶瓷薄膜电路将PIN管芯和IC芯片在一块衬底上实现... 详细信息

研制了适用于光纤通信系统的具有完全自主知识产权的混合集成光接收机。该接收机由半导体光电探测器和相应采用硅0.35μmCMOS工艺研制的高速集成电路组成。混合集成模块采用高介电常数的陶瓷薄膜电路将PIN管芯和IC芯片在一块衬底上实现了互连并采用金属管壳封装,使模块具有小的体积并提高了性能。经测试,该接收机工作速率为2.5Gb/s,过载光功率〉0dBm,在误码率为1×10^-12时接收灵敏度为-9dBm,RMS抖动为12.79ps,P-P抖动为74.22ps。

关键词：光纤通信混合集成光接收机光电探测器跨阻放大器

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三分量光弹波导混合集成加速度传感器

光子学报 2005年第7期34卷 1062-1065页

作者：唐东林陈才和崔宇明王金海天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室天津300072

三分量光弹波导MZ干涉型集成加速度传感器的研究,为高频高精度地震勘探提供集成化的高精度传感器.利用光弹原理,分析了光弹效应检测任意方向加速度的原理.在X切Y传LiNbO3晶体上,设计制作了光波导双MZ干涉仪及各集成器件:波导相位调制器... 详细信息

三分量光弹波导MZ干涉型集成加速度传感器的研究,为高频高精度地震勘探提供集成化的高精度传感器.利用光弹原理,分析了光弹效应检测任意方向加速度的原理.在X切Y传LiNbO3晶体上,设计制作了光波导双MZ干涉仪及各集成器件:波导相位调制器、波导偏振器.三分量光弹波导MZ干涉型集成加速度传感器测试表明:该传感器动态范围宽、线性性好.主要参数为:相位灵敏度达1.81×10-4Rad/m·s-2;工作频带3～1506(Hz).

关键词：混合集成三分量加速度传感器光弹波导马赫-曾德干涉光学效应