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硅基波导集成光学相控阵芯片——设计难点与突破（特邀）

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光学学报 2024年第15期 445-459页

作者：许维翰周林杰陈建平上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交大-平湖智能光电研究院

以自动驾驶为代表的移动应用正在大力推动激光雷达向标准化和轻量化发展，新一代的固态激光雷达有望在芯片上单片集成，类似于电子芯片自由部署在智能传感平台上，大幅降低量产成本和应用门槛。在硅基平面波导集成平台上，利用半导体工... 详细信息

以自动驾驶为代表的移动应用正在大力推动激光雷达向标准化和轻量化发展，新一代的固态激光雷达有望在芯片上单片集成，类似于电子芯片自由部署在智能传感平台上，大幅降低量产成本和应用门槛。在硅基平面波导集成平台上，利用半导体工艺并以光学相控阵为集成范式实现芯片化的固态激光雷达，不仅能够实现数字化的激光波束调控和软件定义的自适应扫描，而且能够最大限度地减少分立光学组件的高精度装调，提高系统在复杂工况下的可靠性。从光学相控阵的波束成形和波束扫描出发，对标自动驾驶激光雷达的典型应用需求，分析波导集成光学相控阵设计的理论参数和设计挑战，综述当前学界在大规模集成上的进展和突破，着重介绍激光扫描赋能、异质异构集成和指向混淆消除方面的工作，并对后续发展进行展望。

关键词：硅基光子集成光学相控阵可调激光器激光雷达

基于马赫-曾德尔干涉仪的1×8硅基热光开关

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光学学报 2024年第8期44卷 115-124页

作者：高小勇刘阳阳胡光熹陆梁军罗海梅江西师范大学江西省光电子与通信重点实验室江西南昌330022 上海交通大学平湖智能光电研究院浙江平湖314200

设计并制备了一种基于树形结构的1×8硅基热光开关,该热光开关由1个2×2和6个1×2马赫-曾德尔干涉仪的基本单元结构组成。该1×8硅基热光开关采用与互补金属氧化物半导体兼容的工艺制造。通过氮化钛加热器来改变波导的温度,利用硅的热... 详细信息

设计并制备了一种基于树形结构的1×8硅基热光开关,该热光开关由1个2×2和6个1×2马赫-曾德尔干涉仪的基本单元结构组成。该1×8硅基热光开关采用与互补金属氧化物半导体兼容的工艺制造。通过氮化钛加热器来改变波导的温度,利用硅的热光效应实现光开关功能。实验结果表明:在1550 nm工作波长下,该热光开关的平均片上插入损耗约为1.1 dB;所有输出端口的串扰都小于-23.6 dB;开关响应时间小于60μs。

关键词：集成光学硅基开关马赫-曾德尔干涉仪热光开关

硅基8×8光开关阵列芯片及高速驱动和校准电路研究

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光通信技术 2024年

作者：周堋昊陆梁军高伟李鑫陈建平周林杰上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交大平湖智能光电研究院

为满足高速光信号交换，本文设计并实现了基于拓展DLN结构的硅基8×8光开关阵列芯片，以及一套外围驱动控制电路和状态校准算法。该光开关阵列芯片分别通过热光效应与载流子色散效应来实现芯片初始状态校准与高速切换。通过采用推挽驱... 详细信息

为满足高速光信号交换，本文设计并实现了基于拓展DLN结构的硅基8×8光开关阵列芯片，以及一套外围驱动控制电路和状态校准算法。该光开关阵列芯片分别通过热光效应与载流子色散效应来实现芯片初始状态校准与高速切换。通过采用推挽驱动，降低了载流子吸收损耗，提升了开关单元的消光比，结合拓展DLN结构，有效降低了芯片的串扰。通过片上的光电探测器，结合外围驱动控制电路，并将校准算法部署在FPGA上，实现了芯片的快速状态校准，单个开关单元的校准时间低至36ms。该系统可以在较低的插入损耗和串扰的情况下实现～ns级的切换速度。通过实验测试，整个芯片在1310 nm波长处的片上插入损耗为～9dB，串扰为～-32dB，上升时间为17ns，下降时间为81ns。

关键词：光开关阵列马赫-曾德尔干涉仪驱动控制电路校准算法载流子色散效应

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改进分水岭算法的扫描电镜图像标定

实验室研究与探索 2024年第8期43卷 24-28页

作者：朱建鹏王英孙巍端方王贤浩杨明来上海交大-平湖智能光电研究院浙江平湖314299 上海应用技术大学轨道交通学院上海201418 上海交通大学先进电子材料与器件平台上海200240 卡尔蔡司(上海)管理有限公司上海200131

针对不同探测器模式下扫描电镜图像特征复杂且易受阴影干扰的问题,提出了基于改进分水岭算法的扫描电镜图像标定方法。首先,通过自适应滤波、梯度变换等预处理流程减少噪声影响,同时保留真实信息;然后,针对分水岭标记存在的阴影干扰问题... 详细信息

针对不同探测器模式下扫描电镜图像特征复杂且易受阴影干扰的问题,提出了基于改进分水岭算法的扫描电镜图像标定方法。首先,通过自适应滤波、梯度变换等预处理流程减少噪声影响,同时保留真实信息;然后,针对分水岭标记存在的阴影干扰问题,采用自适应改进方法,使得标记的获取更具普适性,可适用于不同的探测器模式。棋盘格样品测试结果表明,该方法在InLens和SE2探测器模式下表现良好,并在综合评价指标上明显优于其他标定方法。将标定结果按照参考标尺与人工测量数据进行对比,两者相对误差在7%以内。

关键词：分水岭变换扫描电镜微观分析图像处理

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聚焦离子束工艺参数对单像素线刻蚀的影响

半导体技术 2024年第9期49卷 818-824页

作者：李美霞施展陆熠磊王英杨明来上海交大-平湖智能光电研究院浙江嘉兴314299 上海应用技术大学轨道交通学院上海201418 上海交通大学先进电子材料与器件平台上海200240 吉林农业大学信息技术学院长春130018

单像素线刻蚀是制备微纳米器件中的基本单元及加工其他复杂结构的基础,对聚焦离子束(FIB)加工具有重要的意义。通过改变离子束流的大小、驻留时间、扫描步长百分比及离子剂量等参数,对硅表面进行单像素线刻蚀的研究。结果表明,在聚焦离... 详细信息

单像素线刻蚀是制备微纳米器件中的基本单元及加工其他复杂结构的基础,对聚焦离子束(FIB)加工具有重要的意义。通过改变离子束流的大小、驻留时间、扫描步长百分比及离子剂量等参数,对硅表面进行单像素线刻蚀的研究。结果表明,在聚焦离子束加工中,离子剂量与刻蚀线条宽度和深度之间呈正相关,与宽深比之间呈负相关;离子束流大小的变化对刻蚀深度影响不明显,但刻蚀宽度和宽深比随离子束流的增大而增大。此外,随着离子束流驻留时间增加,刻蚀宽度增大而深度减小;随着扫描步长百分比的增大,刻蚀深度增大,刻蚀宽度减小,分析结果表明这些变化与加工过程中再沉积作用有关。本研究成果为后续复杂图形的精密加工提供了重要参考依据。

关键词：聚焦离子束(FIB)刻蚀加工参数刻蚀形貌单像素线再沉积宽深比

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深水油气平台水下结构运维机器人技术进展

科技导报 2024年第13期42卷 6-15页

作者：姜哲赵宇黄建虾王芳陈祎罗传坤罗高生上海海洋大学工程学院上海深渊科学工程技术研究中心上海201306 上海交大海洋水下工程科学研究院有限公司上海200231 中海油能源发展装备技术有限公司天津415599

“深海一号”半潜式生产储油平台的投入使用标志着中国深水油气田开发能力和深水海洋工程装备建造水平实现了走进深水的重大跨越。总结了近10年海洋工程领域新型的水下结构运维专用机器人,综述了清洗、检测和维修等水下运维机器人技术... 详细信息

“深海一号”半潜式生产储油平台的投入使用标志着中国深水油气田开发能力和深水海洋工程装备建造水平实现了走进深水的重大跨越。总结了近10年海洋工程领域新型的水下结构运维专用机器人,综述了清洗、检测和维修等水下运维机器人技术国内外发展现状,分析了新型机器人所特有的共性关键技术问题,探讨了基于路径规划与自主导航的水下自主作业技术、基于数字孪生与人工智能技术的水下运维作业模拟与应急预案评估、多传感器融合的水下作业技术等水下运维机器人智能化技术发展趋势。

关键词：深水油气平台水下运维机器人智能化

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Sora暴力创新与中国工业软件的突破时刻

服务外包 2024年第4期 64-67页

作者：林雪萍北京联讯咨询动力有限公司上海交大中国质量发展研究院

决战人类智能的奇点时刻提前到来,这是第三方式与第四范式的人类大决战时刻。第四范式的暴力投入所取得的成就,对于中国急速冲破的第三范式的大门,留下了更具有现实意义的参考样本。或许这正是当下最为有效的工业软件突破时刻。

关键词：人类智能第四范式第三范式大决战暴力参考样本软件工业

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平台偶发性下的文化生产：非遗短视频生产者的认知框架与行动路径

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中国编辑 2024年第10期 70-79页

作者：薛可王伯源上海交通大学上海交大-南加州大学文化创意产业学院上海交通大学媒体与传播学院

随着新质生产力的兴起，特别是大数据和人工智能等技术的应用，文化内容生产面临前所未有的机遇与挑战。本研究基于网络民族志和深度访谈，提出了非遗短视频生产者对平台偶发性认知框架构建的两条核心路径：平台逻辑内化路径与创作劳动... 详细信息

随着新质生产力的兴起，特别是大数据和人工智能等技术的应用，文化内容生产面临前所未有的机遇与挑战。本研究基于网络民族志和深度访谈，提出了非遗短视频生产者对平台偶发性认知框架构建的两条核心路径：平台逻辑内化路径与创作劳动异化路径。在此框架下研究发现，非遗短视频生产者或采用分流驯化策略，进行跨域交融下的逆向工程实践；或以平台为中介，构建社群互动中的弹性关系，以此强化其主体性并定义与平台的交互边界。基于此，本研究建议从非遗内容生产者感知算法控制、内容流量池调整以及非遗内容奖励机制三个方面入手，结合短视频自身内容特色，融合多种技术提升创作者生产效能，实现在算法结构化平台中有效地传播和弘扬中华优秀传统文化。

关键词：平台偶发性非物质文化遗产短视频内容生产文化生产网络民族志

从达尔文主义到数据主义:AIGC驱动的文化演化机制

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郑州大学学报（哲学社会科学版） 2024年第4期57卷 94-99,144页

作者：薛可张馨元上海交通大学上海交大一南加州大学文化创意产业学院上海200240 上海交通大学媒体与传播学院上海200240

相比于人类的生产,人工智能生产开启了文化演化的另一条路径。人工智能生成内容(AIGC)作为人类以外能够制造文化基因的技术人工物,成为推动谜米机器由1.0向2.0进化的技术动因。通过技术哲学视角研究发现,以达尔文主义作为演化机理,AIGC... 详细信息

相比于人类的生产,人工智能生产开启了文化演化的另一条路径。人工智能生成内容(AIGC)作为人类以外能够制造文化基因的技术人工物,成为推动谜米机器由1.0向2.0进化的技术动因。通过技术哲学视角研究发现,以达尔文主义作为演化机理,AIGC相比于人类具备了基于数据主义的文化生产特性,实现了“精神的数字属性”,克服了“人类的有限理性”,突破了“文化的保真属性”。然而,AIGC驱动的文化演化受制于物理世界的权力运行机制,形成一种有限趋向数据主义的进化论,在复制、变异与选择的过程中表现出“基于人类赋能的算法权力”“基于权力制衡的文化偏倚”与“基于算法瓶颈的文化冲突”的演化机制。未来,人工智能与人类智慧将从互相制约走向二元融合,并通过文化孪生在演化适应性、意志自由性、协同决策性及人机信任性方面影响社会文化的和谐发展。

关键词：人工智能生成内容(AIGC) 达尔文主义数据主义文化基因文化孪生