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薄膜铌酸锂低串扰交叉波导

中国激光 2024年第14期 263-271页

作者：胡毅标何佳晶王俊中国科学技术大学物理学院中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部启光创新中心中国科学院大学材料科学与光电工程中心

随着绝缘体上铌酸锂（LNOI）平台集成器件的增加，实现大规模集成变得尤为重要。低串扰和低损耗的多通道交叉波导可以大大减少波导连接的面积，从而提高集成密度和路由的灵活性。利用铌酸锂的各向异性，设计了基于自成像原理的不同尺寸... 详细信息

随着绝缘体上铌酸锂（LNOI）平台集成器件的增加，实现大规模集成变得尤为重要。低串扰和低损耗的多通道交叉波导可以大大减少波导连接的面积，从而提高集成密度和路由的灵活性。利用铌酸锂的各向异性，设计了基于自成像原理的不同尺寸的2×2交叉波导。该交叉波导基于X切LNOI，制造出的器件在C波段的串扰分别小于-33.31 dB(Y传方向)和-30.81 dB(Z传方向)，插入损耗最小分别为0.094 dB(Y传方向)和0.356 dB(Z传方向)。

关键词：交叉波导铌酸锂集成光子自成像

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集成微波光子射频前端技术

半导体光电 2022年第1期43卷 1-11页

作者：李佳琛杨四刚陈宏伟陈明华清华大学电子工程系/北京信息科学与技术国家研究中心北京100084

微波光子射频前端具有频率覆盖范围大、工作波段和瞬时带宽可灵活重构、抗电磁干扰等优势,在泛在无线通信、软件无线电、雷达和电子战系统中有着广阔的应用前景。为进一步减小系统的尺寸和功耗以满足实际应用的需求,构建基于光子集成芯... 详细信息

微波光子射频前端具有频率覆盖范围大、工作波段和瞬时带宽可灵活重构、抗电磁干扰等优势,在泛在无线通信、软件无线电、雷达和电子战系统中有着广阔的应用前景。为进一步减小系统的尺寸和功耗以满足实际应用的需求,构建基于光子集成芯片技术的微波光子射频前端微系统势在必行。文章分析了集成微波光子射频前端微系统目前在器件层面和系统集成层面面临的挑战,并从高精细、可重构的光滤波器设计、混合集成系统架构设计和系统频率漂移抑制方案三个方面重点介绍了作者所在课题组开展的关于混合集成可重构微波光子射频前端的研究现状。

关键词：微波光子集成光子射频前端混合集成

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中红外片上集成光电子综述(特邀)

红外与激光工程 2022年第1期51卷 147-160页

作者：林宏焘孙博姝马辉钟础宇巨泽朝浙江大学信息与电子工程学院浙江杭州310063

信息技术的发展使得通讯波段集成光子技术在过去的几十年中被广泛重视并取得了突出进展,目前已走向商业化,这一技术的发展也激发了人们对于中红外波段(2~20μm)片上光子集成的兴趣。中红外波段在空间光通信、热成像、物质探测分析等关... 详细信息

信息技术的发展使得通讯波段集成光子技术在过去的几十年中被广泛重视并取得了突出进展,目前已走向商业化,这一技术的发展也激发了人们对于中红外波段(2~20μm)片上光子集成的兴趣。中红外波段在空间光通信、热成像、物质探测分析等关乎国家发展、国防安全、民生改善等技术领域具有重要的应用前景。利用半导体工艺实现中红外光电子系统芯片小型化在尺寸、功耗以及大规模量产部署具有重大优势。因此,发展中红外片上集成光电子技术具有重大意义。文中主要针对于中红外波段片上集成的一些关键基础器件(如:调制器、探测器)的突破性进展及代表性工作进行了回顾;对各器件的种类、性能、参数及加工手段分别进行了较为全面的调研与比较;同时,也对器件的发展进程、亟待解决的问题以及对未来的展望进行了总结。

关键词：中红外集成光子光学探测器

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硅基光开关及阵列研究进展

半导体光电 2022年第2期43卷 207-217页

作者：孙小强刘崧岳李鹏飞尹悦鑫张大明吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室

随着网络传输数据的爆炸式增长，传统集成电路芯片面临着难以进一步提升交换速率及继续扩大容量等挑战。相较于传统电子芯片，硅基光子器件具有交换速度快、功耗低、带宽大和与CMOS工艺兼容性好等优点，可满足下一代全光交换网络、数据... 详细信息

随着网络传输数据的爆炸式增长，传统集成电路芯片面临着难以进一步提升交换速率及继续扩大容量等挑战。相较于传统电子芯片，硅基光子器件具有交换速度快、功耗低、带宽大和与CMOS工艺兼容性好等优点，可满足下一代全光交换网络、数据中心和高性能计算光互连的迫切需求，被视为在后摩尔时代突破芯片容量最具前途的解决方案，受到日益广泛关注。文章介绍了硅基光子芯片中光开关单元及阵列的技术原理和发展现状，重点论述了MZI型、MRR型开关单元，以及常见阵列拓扑结构，介绍了近年来大规模光开关阵列的国内外研究进展，讨论了未来硅基光开关及阵列研究中面临的主要问题和解决方法。

关键词：光互连硅基光子光开关拓扑架构光开关阵列集成光子

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柔性光子材料与器件的研究进展

激光与光电子学进展 2020年第3期57卷 1-20页

作者：叶羽婷马辉孙春雷陈泽群吴江宏陈怡琦罗邺林宏焘李兰西湖大学工学院浙江省3D微纳加工和表征研究重点实验室浙江杭州310024 浙江西湖高等研究院前沿技术研究所浙江杭州310024 浙江大学信息与电子工程学院浙江杭州310027

柔性光子器件不受传统光电子器件刚性物理状态限制,可弯曲、可折叠、可拉伸的形式使得器件独特的光电性质得以实现和调控,极大拓展了传统光电子器件的发展模式与应用空间。结合新功能光学材料、器件集成技术以及光子器件较电子器件在物... 详细信息

柔性光子器件不受传统光电子器件刚性物理状态限制,可弯曲、可折叠、可拉伸的形式使得器件独特的光电性质得以实现和调控,极大拓展了传统光电子器件的发展模式与应用空间。结合新功能光学材料、器件集成技术以及光子器件较电子器件在物质特异性传感、信道容量和抗电磁干扰能力上的优势,柔性光子技术在多学科交叉融合领域的前沿方向,如可穿戴传感、高速光互连、光场调控、生物光遗传等展现出巨大的研究和应用价值。然而目前存在柔性集成光子器件加工制备难、机械柔韧性有限、集成化程度低等挑战。针对以上问题简要回顾了近年来研究人员在柔性光子材料与器件方面取得的研究进展并对其相关技术应用前景进行了总结和展望。

关键词：集成光子柔性光子器件光学玻璃纳米力学设计单片集成共形传感

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氮化硅低损耗光栅耦合器的设计与制备

光通信技术 2022年第4期46卷 68-72页

作者：梁宇鑫李智慧范诗佳杨忠华刘大鹏冯靖廖海军崔乃迪联合微电子中心有限责任公司重庆401332

为实现光栅耦合器与光纤的高效率耦合,基于联合微电子中心有限责任公司(CUMEC)超低损耗氮化硅平台,成功设计并开发了与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容的低损耗、小尺寸氮化硅光栅耦合器。首先对光栅关键参数进行了仿真计算,选择最... 详细信息

为实现光栅耦合器与光纤的高效率耦合,基于联合微电子中心有限责任公司(CUMEC)超低损耗氮化硅平台,成功设计并开发了与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容的低损耗、小尺寸氮化硅光栅耦合器。首先对光栅关键参数进行了仿真计算,选择最优参数进行光栅耦合器的设计。然后,基于CUMEC超低损耗氮化硅平台,采用聚焦光栅结构,极大地缩小了光栅耦合器的尺寸,得到的氮化硅聚焦光栅耦合器小线宽结构制备良好。搭建了光学测试系统完成聚焦光栅性能表征,测试结果表明,损耗最优值为4.48 dB,对应波长1548 nm,1 dB带宽大于45 nm。

关键词：聚焦光栅氮化硅平台集成光子低压化学气相沉积

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光FPGA芯片及其标定方法

科学技术创新 2022年第33期 101-105页

作者：曹国威范诗佳李智慧梁宇鑫联合微电子中心有限责任公司重庆401332

光FPGA具有与电FPGA类似的软件定义可重构性和高度通用性,能够极大地提高光芯片开发效率,拓宽集成光电领域产品。本工作基于联合微电子中心有限责任公司(CUMEC)180 nm硅光工艺平台完成了2×2六边形光FPGA的设计与制备,并采用迭代逼近标... 详细信息

光FPGA具有与电FPGA类似的软件定义可重构性和高度通用性,能够极大地提高光芯片开发效率,拓宽集成光电领域产品。本工作基于联合微电子中心有限责任公司(CUMEC)180 nm硅光工艺平台完成了2×2六边形光FPGA的设计与制备,并采用迭代逼近标定法完成了光FPGA网络内所有TBU的高精度标定,通过这种高精度标定方法,TBU消光比可从20.98 dB提高到34.5 dB。基于高精度标定的光FPGA芯片,完成微环与MZI的架构搭建,通过参数控制实现了微环消光比调控(0-28 dB)与光谱平移控制(50 pm),以及MZI消光比调控(0-43 dB)与光谱平移控制(20 pm)。微环与MZI功能及其光谱大范围调控能力的实现,均得益于光FPGA网络内TBU的高精度标定与控制。

关键词：集成光子光FPGA 标定方法微环谐振器 MZI