大折射率差聚合物阵列波导光栅的设计与制作

分析了阵列波导光栅的结构、原理,并在Si基衬底上根据大折射率差的新型聚合物材料设计并制作了8×8的阵列波导光栅波分复用器件.波分复用器的中心波长为1551.4nm,输出波长间隔Δλ为0.8nm.制作的器件的插入损耗在中心波长处的测试结果约为9dB,相邻通道的串扰测量值小于-25dB.器件的尺寸为0.9cm×1.8cm.     

飞秒光纤光源的波分解复用-复用实验

为研究飞秒光源作为链路初始光源的可行性,使用阵列波导光栅（AWG）对265 fs光纤光源进行波分解复用 复用实验。实验光源波长为1 52765～1 56505 nm,通道数为48,通道间隔为080 nm。研究发现:在分波实验中,飞秒光纤光源经过AWG后,扫描谱线3 dB带宽为064 nm ,相邻通道串扰为2726 dB,比连续光源增大502 dB;在合波实验中,观察到AWG多端口端对宽带光源的波长选择作用,验证了AWG的色散特性,发现多光束的输出谱线总体轮廓未出现太大变形;在波分解复用 复用实验中,谱线最大损耗为251 dB,输出谱线轮廓和初始光谱基本一致,信号在传输过程中未出现明显失真,证明飞秒光源作为链路初始光源的可行性。     

低频比波长复用高效双功能超表面

多功能微波器件由于能在小尺寸器件上实现大容量功能集成,在现代通信系统中具有重要作用。然而由于器件功能的高度集成,使得多功能器件往往存在严重的通道串扰,降低了器件效率。对此,提出了一种低通道串扰的频率复用方法,通过在两层介质板上构建互补形式的双C形开槽谐振器和双C形金属谐振器,实现了双谐振单元。由于双谐振器具有很高的Q值,能在低频比情形下实现相位的独立调控。为进行验证并探索应用,设计了工作于f1=9.2 GHz和f2=11.2 GHz的多功能超表面。仿真结果与实验结果吻合良好,表明超表面在f1和f2处分别实现了模式数l=3的聚焦OAM波束和零阶贝塞尔波束。与以往报道的多功能超表面相比,设计的器件双频工作频比仅为1.2,且双频器件效率高达86.1%和93%。提出的低频比、低通道串扰波长复用超表面方法为实现大容量功能集成应用提供了一种有效途径。     

Polymer/Si AWG器件材料光学性质的准确测量

使用WVASE32型椭偏仪, 对Si基单层有机薄膜的测量方法进行分析; 并对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料和氟化聚酯材料进行测量, 根据测量结果对阵列波导光栅（AWG）器件进行设计. 在124 nm到1 700 nm之间可测量出任意波长的折射率, 其均方差（MSE）均远小于1, 证明测量结果极其准确. 同时探讨了对多层有机薄膜及氟化聚合物薄膜的测量方法.     

阵列波导光栅的波动理论分析与结构设计

运用波动理论分析了阵列波导光栅 (AWG)的模场特性 ,给出了器件传输的数学模型即光栅方程 ,导出了器件的衍射效率与ω0 /d的变化关系 ;提出了AWG器件结构的设计方法 ,论述了决定器件结构的性能参数衍射级、阵列波导数、焦距等的设计原理 ,为器件的整体优化设计提供了参考数据 ;给出了 1 6× 0 .8nm ,中心波长为 1 5 5 0nm的阵列波导光栅波分复用器的设计实例     

基于SIMOX材料的可集成高压器件研究

通过增加一次高压注入, 对0.8μm SOI CMOS工艺平台进行智能电压扩展. 在SIMOX材料上设计并实现了兼容该工艺的横向高压器件, 实现了低压CMOS与高压LDMOS的单片集成. 在硅膜厚度为205nm、埋氧层厚度为375nm的SIMOX材料上, 研制出阈值电压、击穿电压分别为1.3V、38V的高压LDMOS. 此高低压兼容SOI技术可将高低压器件单片集成, 节约了芯片成本, 提高了可靠性.     

K波段双通道集成CMOS发射前端芯片设计

采用TSMC 90 nm CMOS工艺,设计并实现了一款具有移相功能的K波段双通道集成发射前端芯片.该芯片主要由一个功率分配器、两组参数不同的有源移相器和功率放大器构成,同时在片上集成了用于控制移相器的数字模块.测试结果表明,在中心频点25 GHz处,两个通道的增益分别为19.1 dB和18.9 dB,输出1 dB压缩点分别为9.57 dBm和8.41 dBm,相位误差分别为1.38°和1.47°,供电电压为1.2 V,总功耗为0.32 W,芯片总面积为2.2 mm×1.25 mm.      

聚合物微透镜阵列制作及单片集成应用研究

以聚酰亚胺和聚二甲基硅氧烷两类材料为例,研究了聚合物微透镜阵列的制备工艺以及与CCD图像传感器芯片的单片集成工艺,阐述了光学聚合物用于单片集成应具有的材料性能,对热熔产生的光刻胶微透镜阵列进行反应离子刻蚀得到了这两种聚合物材料微透镜阵列。     

50 GHz光纤梳状滤波器的研制

利用Mach-Zehnder干涉仪的原理制作成了50 GHz四端口光纤梳状滤波器,整个结构由3个光纤Mach-Zehnder型干涉仪按树形结构组成.构成干涉仪的2个耦合器均采用平行拉锥法和自制的精密拉伸工具进行制作,这样使得所制的Mach-Zehnder干涉仪的干涉度超过20 dB,并对整个器件进行了长时间的退火处理,克服了Mach-Zehnder干涉仪稳定性差的缺点.然后采用特定的方法进行波长微调,使器件中心波长和复用波长间隔均达到ITU-T的标准,它的平均插入损耗约1 dB.本器件可和200 GHz的密集波峰复用(DWDM)器件配合使通道间隔达到50 GHz,从而使原系统的信道数扩充4倍,并对现有200 GHz系统的扩容提供了一个低成本的方案和相对廉价的器件.     

零偏压下近红外集成单波长波导光探测器

提出了一种基于InGaAsP材料的零偏压单片集成波导光探测器。该器件单片集成了光子晶体(Photonic Crystals, PC)滤波器、锥形耦合器、零偏压波导光探测器(Wave-Guide Photodetector, WGPD)以及直波导,形成了一个平面微纳光信号接收子系统。集成的波导光探测器吸收峰值波长位于1.55μm处,光谱线宽仅1.6 nm。设计的波导光探测器在无外加偏压时具有良好性能,经优化,当其面积为4μm×15μm时其3 dB带宽达78 GHz@0 V,响应度为0.78 A/W。整个器件基于组分可调的InGaAsP材料,实现多功能器件的单片集成,具有高性能、小体积、低功耗、窄线宽等特性。     

双波长全息光栅式波分复用器的研究

文中介绍了一种利用对红光、蓝光均敏感的双色非水溶性光致聚合物制成的全息光栅式波分复用器.该波分复用器是由双色二重全息光栅实现的,此光栅分辨率〉5 000 line/mm,具有一次成型、损耗小、通道宽度窄、串扰小,温度变化时中心波长的漂移几乎为零等优点.和单波长的二重光栅相比,它解决了由于光的相干性出现的串扰问题,串扰更小,所以在制作光栅时两束光不但可以选择角度入射也可以选择平行入射,同时具有良好的波长选择性和角度选择性,达到了增加通道数的目的.     

硅波导纵向多模式分离与交叉的片上解决方案

为了解决硅纳米光子集成器件中纵向分布多模式波导的分离和交叉,提出了一种基于平面阶梯光栅和非对称定向耦合器的模式分离方案,并设计了一种带有曲面反射镜的器件,可实现多模式同时交叉.通过使用三维时域有限差分方法对器件进行仿真,结果表明:设计的平面阶梯光栅可同时分离不同的波长及模式(共9个通道),并具有低于-30 dB的串扰;曲面反射模式交叉器件可同时让3个模式进行交叉,且对所有模式均具有接近-40 dB的低串扰.     

AlGaAs／GaAs单片集成激光发射机

报道一种新型ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ单片集成激光发射机。这种器件利用液相外延生长中的伴生高阻层，解决了半导体激光器与场效 晶体管驱动电路的工艺共容性问题，具有场效 晶体管与激光器结构同时形成且二者表面自动找平、制作简单的优点。     

基于与分离电路相比较的单片集成混频器改进

本文结合混频器的主要性能指标,从工艺集成度、无源器件模型、电路原理组成和改进方法四个方面比较分析了单片集成混频器与其他分离混频器。在此基础上提出自己对单片集成CMOS RF混频器的改进电路,可作为2.4GHz频段IEEE802.11g无线局域网前端射频集成电路。     

微解理单片集成SCC激光器的纵模特性

本文给出两个计算耦合腔激光器阈值增益和纵模位置的解析表达式,详细讨论了微解理单片集成SCC激光器的纵模特性,并结合电子增益谱特性分析了一些器件的实测激射谱。     

高功率线阵列激光器的模拟

本文通过高功率阵列半导体激光器的等效电路对线阵列进行了模拟计算。研究了各单元器件的不同参数的均匀性与其组成的阵列器件的参数的关系，从而从理论上给出了单元器件不同参数差异对阵列器件电导数参数的影响。为导数测试技术评价阵列半导体激光器的质量给出了理论指导。     

集成阵列波导光栅作波分复用信道频率赋值的讨论

文章介绍了集成阵列波导光栅作波分复用的光栅方程,得到了自由光谱范围,讨论了信道频率排列对复用数的影响,提出了复用频率周期性排列规律,实现了在相同的AWG中复用波长数成平方律增加。     

阵列半导体激光器的单元均匀性与器件的质量关系

本文通过电导数和光导数技术对阵列半导体激光器及单管并联模拟阵列进行了测试,通过对表征半导体激光器质量的h和Q参数的测试,研究了各单元器件均匀性与其组成的阵列器件的质量的关系。导数测试的h和Q参数可以给出阵列器件的均匀性,导数技术可以用来评价阵列半导体激光器的质量。     

集成函数发生器8038的实验研究

本文通过实验了解单片集成函数发生器8038芯片工作原理,研究了用其制作多种波形的信号发生器时各个电路参数与输出信号频率之间的关系,给出了一个实用电路.     

硅微透镜阵列与红外焦平面阵列的单片集成

基于标量衍射理论 ,考虑焦距长度与微透镜尺寸的关系 ,提出了一种新的制作二元光学衍射微透镜的方法———部分刻蚀法 .利用这种方法制作了 2 5 6× 2 5 6硅微透镜阵列 ,并将其与PtSi红外焦平面阵列单片集成在一起 ,使红外焦平面阵列的灵敏度R和比探测率D 都提高了 1.7倍