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“微腔光子学”专辑导读

光子学报 2024年第5期53卷 1-2页

作者：甘雪涛李贝贝李峰西北工业大学中国科学院物理研究所西安交通大学

光学微腔作为典型的光学元器件,由于模式体积小、光学损耗低、结构紧凑,可以应用于非线性光学、集成光学、量子光学、高灵敏度传感器等多个领域从而受到广泛关注。近年来,随着光学材料微纳加工和半导体芯片工艺的发展,光学微腔逐渐走上... 详细信息

光学微腔作为典型的光学元器件,由于模式体积小、光学损耗低、结构紧凑,可以应用于非线性光学、集成光学、量子光学、高灵敏度传感器等多个领域从而受到广泛关注。近年来,随着光学材料微纳加工和半导体芯片工艺的发展,光学微腔逐渐走上可集成化的发展道路,同时,更小的模式体积、更精细的结构控制及更有效的模式调控微腔光子研究在光子学信息器件发展中扮演着至关重要的作用。

关键词：非线性光学量子光学光学微腔半导体芯片光子学光学元器件集成光学光学材料

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基于光子学的微波移频方法研究

电子与信息学报 2023年第6期45卷 2123-2133页

作者：高永胜谭佳俊王瑞琼西北工业大学电子信息学院西安710129

微波移频技术(MFS)广泛应用于电子对抗、卫星通信、频控阵雷达等系统。基于光子学的微波移频方法具有带宽大、频谱纯净等优点。为了探索基于光子学的微波移频性能,该文对比研究了基于声光移频(AOFS)、锯齿波相位调制(SPM)和I/Q调制3种... 详细信息

微波移频技术(MFS)广泛应用于电子对抗、卫星通信、频控阵雷达等系统。基于光子学的微波移频方法具有带宽大、频谱纯净等优点。为了探索基于光子学的微波移频性能,该文对比研究了基于声光移频(AOFS)、锯齿波相位调制(SPM)和I/Q调制3种微波光子移频方法,阐释了3种方法的原理,搭建了对应的原理验证系统,对不同的移频方法进行了实验与分析。结果表明,3种移频方法都可以实现精准的微波信号移频,实现大于30 dB的杂散抑制比。但3种移频方法也存在各自的局限性:AOFS的工作频率、带宽和移频方向较为固定,可调谐性低;SPM移频与I/Q调制对输入驱动信号要求严格,系统稳定性较差。

关键词：微波信号移频光子学声光移频锯齿波相位调制 I/Q调制

面向先进光子学应用的具有分层组件的低维有机结构

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Science Bulletin 2022年第10期67卷 991-994页

作者：吕强王雪东 National Engineering Laboratory for Modern Silk College of Textile and Clothing EngineeringResearch Center of Cooperative Innovation for Functional Organic/Polymer Material Micro/NanofabricationSoochow UniversitySuzhou 215123China Institute of Functional Nano&Soft Materials(FUNSOM) Jiangsu Key Laboratory for Carbon-Based Functional Materials&DevicesSoochow UniversitySuzhou 215123China

Photons as information carriers have the potential to meet the ever-increasing demands on information processing and communication technology and computing by using photonic integrated circuits[1].Low-dimensional organic heterostructures(OHSs),a class of materials typically composed of two or more distinct components,that are of great importance for the realization of photonic integrated circuits due to their ability to inject,guide.

关键词：有机结构光子学 realization

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6G太赫兹通信:架构、技术与挑战

电波科学学报 2024年第3期39卷 395-412页

作者：石涵琛杨闯彭木根北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

随着无线网络传输速率需求的日益增大,第六代移动通信系统(the sixth generation of mobile communication system,6G)将向太赫兹频段演进。亟须破解巨容量太赫兹无线通信难题,以开发太赫兹宽带频谱资源,同时实现超高传输速率、超高频... 详细信息

随着无线网络传输速率需求的日益增大,第六代移动通信系统(the sixth generation of mobile communication system,6G)将向太赫兹频段演进。亟须破解巨容量太赫兹无线通信难题,以开发太赫兹宽带频谱资源,同时实现超高传输速率、超高频谱效率、超高能量效率等6G性能目标。本文主要介绍了国内外太赫兹通信发展现状、太赫兹无线通信系统架构与分类、巨容量太赫兹无线通信技术,总结了巨容量太赫兹无线通信研究进展及瓶颈难题,包括太赫兹信号收发与通信系统架构、宽频信号的高效调制与处理、无线与光纤融合、硬件实验系统等。通过分析研究现状,展望了6G太赫兹无线通信未来发展趋势与挑战。

关键词：太赫兹电子学光子学巨容量通信感知一体化(ISAC)

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光子学连续域束缚态的理论及应用

光学学报 2023年第16期43卷 102-115页

作者：毕千惠彭于娟陈润王漱明南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093

连续域束缚态(BIC)是一种特殊本征态,它与扩展态共存却具有强烈的局域性,不向自由空间辐射能量。自1929年被发现以来,BIC的相关理论与实验都取得了长足发展,成为当前的一个热门研究方向。在BIC研究的众多方向中,光子学是BIC研究中的一... 详细信息

连续域束缚态(BIC)是一种特殊本征态,它与扩展态共存却具有强烈的局域性,不向自由空间辐射能量。自1929年被发现以来,BIC的相关理论与实验都取得了长足发展,成为当前的一个热门研究方向。在BIC研究的众多方向中,光子学是BIC研究中的一个重要平台,在非线性光学、传感与滤波、波导与通信等方向都有应用。本文回顾了BIC的研究历史并系统地介绍了光子学领域中BIC的分类及产生机制;归纳了几种常用的理论分析方法,并讨论了光子学BIC现有的应用以及未来展望。

关键词：光子学连续域束缚态高品质因子涡旋奇点

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新型光子学多参数调制UWB信号产生方法

陆军工程大学学报 2022年第2期1卷 1-5页

作者：项鹏郭皓刘娜赵继勇陆军工程大学通信工程学院江苏南京210007 江苏广电有线信息网络股份有限公司南京分公司江苏南京210007 66072部队北京100144

为了提高光子学产生超宽带(UWB)信号系统的灵活性,提出了一种新型的多参数调制UWB信号产生方法。该方法基于非线性电光强度调制原理在光域中产生符合要求的UWB Doublet信号波形,采用双平行支路的系统结构实现对输出UWB信号的多参数调制... 详细信息

为了提高光子学产生超宽带(UWB)信号系统的灵活性,提出了一种新型的多参数调制UWB信号产生方法。该方法基于非线性电光强度调制原理在光域中产生符合要求的UWB Doublet信号波形,采用双平行支路的系统结构实现对输出UWB信号的多参数调制。通过理论推导和计算机仿真对所提方法进行分析与验证,研究结果表明:该方法能在光域内产生满足国际标准的Doublet脉冲波形,实现脉冲极性、幅度和时间位置3大参数不同种组合的多参数调制,提高了UWB信号产生方案的灵活性和系统的通信容量。

关键词：超宽带信号光子学多参数调制

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光子学的发展与发展趋势

光电子．激光 1993年第2期4卷 89-90,92页

作者：彭坤墀山西大学光电研究所太原030006

光子学是继电子学发展起来的新学科,它在现代科学技术,特别是在高技术中所起的作用越来越明显,本文对光子学的重要性给以高度评价。

关键词：光子学量子电子学光电子学

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硅基光子学器件逆向设计研究

硅基光子学器件逆向设计研究

作者：李映函暨南大学

学位级别：硕士

现如今,随着大数据时代的到来使得信息量呈现爆炸增长的趋势,同时也要求信息的传递和处理准确、高速。当前大部分的数据信息在电子设备中是通过集成电路芯片中的自由电子传递。电子本身具有静止质量,且电子之间互相存在库伦作用,因此电... 详细信息

现如今,随着大数据时代的到来使得信息量呈现爆炸增长的趋势,同时也要求信息的传递和处理准确、高速。当前大部分的数据信息在电子设备中是通过集成电路芯片中的自由电子传递。电子本身具有静止质量,且电子之间互相存在库伦作用,因此电信号的传输容易受到电磁干扰,从而限制信息传输的速率以及容量。基于这一问题,研究者把目光聚焦到光子之上。光子无静止质量,且相互之间几乎没有干扰,不同模式、偏振、波长下可以实现同时携带多路信息,因此光信号的传输避免了电磁场的干扰,同时具有更高速率和更大带宽。受到微电子学技术的促进,光子学也逐渐走向片上集成化,于是集成光学便被提出。集成光学将光电子学与微电子学紧密结合,主要研究的是在一个平面衬底上集成的光学器件和混合光电器件,致力于将传统的分立光学器件转变为具有尺寸小、性能稳定、成本低等优点的集成光学器件。与电子芯片相比,光子芯片在实际设计、制造中也面临许多障碍。其中,最主要的问题是片上光子器件的尺寸受衍射的限制,依靠解析理论的设计方式与高精度纳米制造工艺的不匹配,使得器件结构有一定局限性。为解决这一问题,研究者提出光子器件的逆向设计方式。逆向设计的过程是通过数学优化算法和电磁场理论的结合,在结构参数空间内寻找目标器件结构的最优解。光子器件逆向设计大大增加了器件结构的可能性,使得结构多元化,为器件实现更丰富、更复杂功能提供无限可能。因此,逆向设计方式的研究具有突破性意义。另一方面,随着信息量需求的日益增加,相干光通信成为大容量、高码率、长距离通信的主要途径。光学混频器作为相干光通信接收端的核心器件之一,实现片上集成化成为趋势。在兼容电学芯片和光学芯片的硅基平台上设计小尺寸、高稳定性的光学混频器具有潜在应用价值。本文的主要研究内容如下:1)详细阐述光子器件逆向设计的整个流程。本文提出的逆向设计方式通过最优化算法借助计算机对器件的轮廓结构进行调整,以寻求满足目标需求的结构。过程主要包括器件建模、轮廓结构采样、电磁场计算、数学模型转换、参数空间寻优。2)设计并优化逆向设计过程中的寻优算法。基于粒子群算法,融入梯度下降法、贪心算法用以改善普通粒子群算法在寻优后期易陷入局部、收敛速度降低、精确度下降等问题。使得寻优算法更适应光子器件的参数特征,以提高寻优效率、缩短寻优时间、提高准确度。并采用传统粒子群算法和改进后的算法两种方式分别进行Y-splitter分光器的设计,对比验证改进算法的高效性能。3)最后,设计新型结构90°Optical Hybrid光学混频器,并运用改进算法来对混频器进行优化,以改善性能。仿真后绘制版图,进行制备流片,实现兼容CMOS硅基工艺的小尺寸、高稳定性的90°光学混频器。

关键词：光子学集成光学逆向设计粒子群算法梯度下降法贪心算法分光器光学混频器

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光子学

物理 1993年第11期22卷 645-649页

作者：于荣金中国科学院长春物理研究所长春130021

光子学（ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）是一门与电子学（ｅ１ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）平行的科学．简述电产学和光子学的诞生和发展，重点介绍光纤通信、光纤、光计算、光盘和集成光路的状况、作用和发展前景，强调了光子学的战略地位．

关键词：光子学光纤通信光学计算机光盘