检索结果-南通市图书馆

作者：何亚芳吉林大学

学位级别：硕士

激光雷达(Lidar)是通过向目标物体发射激光信号并将接收的回波与发射信号进行比较,从而获得目标距离、速度等参数的探测系统。激光雷达分为两种类型,分别是机械式激光雷达和全固态激光雷达。机械式激光雷达制造成本高、尺寸大,相比之下... 详细信息

激光雷达(Lidar)是通过向目标物体发射激光信号并将接收的回波与发射信号进行比较,从而获得目标距离、速度等参数的探测系统。激光雷达分为两种类型,分别是机械式激光雷达和全固态激光雷达。机械式激光雷达制造成本高、尺寸大,相比之下,基于光学相控阵(Optical Phased Array,OPA)技术的全固态激光雷达因其集成度高和低成本优势,已成为当前科研领域的关注焦点。随着硅基光电子集成技术和功能器件的迅速发展与完善,使单片集成激光雷达成为可能,这有利于大幅降低激光雷达系统的尺寸、功耗以及量产成本。OPA作为芯片级激光雷达的激光波束核心扫描器件,可以摆脱激光雷达收发端对旋转器件、透镜系统等外部组件的依赖,被视为下一代扫描式激光雷达的核心器件。本文面向芯片式激光雷达的开发与应用,对硅基OPA芯片进行深入研究,主要包括收发孔径尺寸对波束成形的影响,以及OPA芯片与调频连续波(Frequency-Modulated Continuous Wave,FMCW)的探测方案相结合的测距测试。主要完成了以下几个方面的工作:首先,本文介绍了硅基光电子集成OPA的研究进展,主要分为一维扫描OPA和二维扫描的OPA两种类型,紧接着本文介绍了其在不同领域的应用。其次,本文分析了弗朗禾费衍射模型与基本原理,并建立了光学相控阵的理论模型,介绍了影响远场光束的主要性能参数。分析并探讨了栅瓣抑制条件、波束发散角与OPA器件结构之间的关系。然后,设计了孔径可重构光学相控阵的芯片,通过级联光开关实现64通道、128通道、192通道和256通道的光子天线孔径任意切换,使OPA实现从0.256mm到1.024mm的四级孔径变化,不同孔径对应的光束发散角分别为0.32°、0.15°、0.10°和0.08°。通过改变孔径,可以减小OPA盲区对实际探测所带来的影响,从而进一步改进OPA远场探测范围。最后,介绍了OPA芯片制备工艺流程以及封装流程。对器件相位进行校准并且对不同孔径进行性能测试。使用仿真软件对64、128、192和256通道四个孔径在3cm、10cm和20cm距离下的光束成形的情况进行了模拟,并对不同孔径在同一距离下的光束形成质量进行分析。搭建测试系统对OPA远场光束质量进行测试,分析四个孔径在不同距离处远红外相机捕获的光斑图像。结果表明,实际测试结果与MATLAB仿真结果吻合。通过不同距离选择合适的发射孔径,可以减小盲区,增大OPA的实际探测范围,从而提高OPA的探测性能。最后验证了FMCW激光雷达测距原理,将OPA应用在FMCW测距系统中进行1.7m外的目标物体的距离探测,得到其对应的形状和距离信息。

关键词：硅光子集成光学相控阵波束成形雷达盲区

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硅基异质集成化合物半导体技术新进展

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激光与红外 2019年第1期49卷 9-19页

作者：张东亮杨凝刘大川林霄王伟平丁子瑜胡小燕汪志强中国电子科技集团公司信息科学研究院北京100086

随着摩尔定律即将走向尽头,以及军民电子信息系统对多功能集成、高密度集成、小体积重量、低功耗、大带宽、低延迟等性能的持续追求,将多种化合物半导体材料体系(如GaN、InP、SiC等)的功能器件、芯片,与CMOS集成电路的芯片进行异质集成... 详细信息

随着摩尔定律即将走向尽头,以及军民电子信息系统对多功能集成、高密度集成、小体积重量、低功耗、大带宽、低延迟等性能的持续追求,将多种化合物半导体材料体系(如GaN、InP、SiC等)的功能器件、芯片,与CMOS集成电路的芯片进行异质集成的技术正在拉开序幕,将在微电子、光电子等领域带来一场新的革命,硅基异质集成也被认为是发展下一代集成微系统的技术平台。本文梳理了射频微电子学与硅光子学领域中以化合物半导体为主的材料(或芯片)与硅半导体材料(或芯片)异质集成的最新进展,以期国内相关领域研究人员对国外的进展有一个比较全面的了解。

关键词：微系统异质集成射频微电子硅光子集成三维集成

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硅光子模斑转换器的设计及制备

硅光子模斑转换器的设计及制备

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作者：王筱长春理工大学

学位级别：硕士

楔形模斑转换器可以绝热地调节模斑尺寸以使其匹配耦合到光纤,其具备形状直观,封装简易,耦合效率高,易于集成等优点而成为国内外研究的热点。随着光通讯、光存储、光开关、人工智能等领域的出现和发展,硅光子模斑转换器逐渐实用化,为人... 详细信息

楔形模斑转换器可以绝热地调节模斑尺寸以使其匹配耦合到光纤,其具备形状直观,封装简易,耦合效率高,易于集成等优点而成为国内外研究的热点。随着光通讯、光存储、光开关、人工智能等领域的出现和发展,硅光子模斑转换器逐渐实用化,为人们带来极多便利。目前国内外楔形模斑转换器的工艺制作多使用灰度掩膜版、电子束灰度曝光、阴影镀膜、阴影刻蚀、湿法腐蚀等方法,工艺复杂、制作周期长、成本较高,可重复性低且难以大规模生产,很难从实验室走向具体应用。因此,本文开展楔形模斑转换器新制备方法的研究,并对大端面楔形模斑转换器中的模式变换进行研究,主要研究内容为:（1）对光波导基础理论、光波导与光纤进行对接时产生耦合损耗的原因进行分析。通过计算设计优化楔形参数,得到入射光波长为1550nm时,模斑转换器端面尺寸至少为2μm×2μm,楔形长度大于18μm,可达最佳耦合效率,使其在与光纤对接时的耦合损耗大大减小。（2）对设计的楔形模斑转换器进行制备。通过紫外光刻和深硅刻蚀制作宽1μm,高0.22μm侧壁陡直的耦合光波导,根据直接键合理论对键合参数进行优化,得到空隙小于10nm的键合界面,通过步进式重复曝光系统与高温热回流相结合的新方法,优化曝光时间至20ms/次,在160℃下回流1min等参数,在键合片上制备了长21μm,端面尺寸约为3μm×3.5μm的楔形模斑转换器,模拟得到其耦合损耗约为-0.3d B,测试得到器件耦合损耗为-3d B。（3）对大端面楔形转换器进行模式转换的研究。通过对光波导模式耦合理论的研究,利用FDTD软件对光入射至大端面的转换器中的模式变换进行模拟仿真,得到楔形长度为100μm和150μm,宽度为5μm,高度为1μm,波导宽度为1μm,高度为0.22μm时,楔形高度0.1-0.3μm区间内存在模式变换的现象,光斑由一个转换为两个,并通过模拟得到耦合效率分别在98%和93%以上。对光波导与楔形的对准位置进行耦合效率的模拟,得到波导未对准误差由0.5μm增至1μm时,耦合效率由92%降低至75%。

关键词：硅光子集成光波导楔形模斑转换器步进式重复曝光模式转换

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FTTX光器件技术进展

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光通信 2008年第3期 6-10页

作者：陈益新上海交通大学

本文从下一代光传输网发展要求出发，概要介绍光宽带接入和FTTX的各种系统结构、器件和模块、应用技术的发展和今后趋向。

关键词：宽带接入网光纤接入 FTTX FTTH P2P PON 分路器激光器探测器收发模块硅光子集成

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