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oe1(光电查) - 科学论文

81 条数据
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  • 光子集成电路在光学气体传感器中的应用机遇

    摘要： 本文探讨了光子集成电路（PICs）在现代气体传感应用中的潜力。光学检测系统目前存在于高端气体探测器中，而基于PIC的光谱设备有望显著减小尺寸和降低成本。本文回顾了此类设备的性能表现。讨论不仅限于单一半导体平台，还涵盖了从可见光波段到长波红外波段的多种可用平台。针对这些平台构建完整集成光谱系统（包括光源、相互作用腔和检测单元）的能力进行了评估。同时分析了先进光谱方法与PIC的兼容性。通过与当前最先进的块体光学器件对比可知，PICs能够填补紧凑型低成本光学气体传感器的应用空白。

    关键词： 气体传感、磷化铟、光谱学、氮化硅、光子集成电路、硅光子学

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 具有大品质因数的混合III-V/Si半导体激光器的高相干坍塌

    摘要： 实验研究了异质集成于硅基的混合分布式反馈半导体激光器在外部光反馈条件下的高速动力学特性。该激光器制备采用模态工程优化方案：光产生于III-V族材料层，并存储于低损耗硅区域，从而显著提升谐振腔的品质因数。研究发现，该混合激光器对寄生反射具有强鲁棒性，在室温下可实现无误码门限的10 Gbps传输，且功率代价不超过1.5 dB。研究表明，凭借高品质因数特性，该激光器展现出显著的相干坍塌抑制能力，为未来光子集成电路中免隔离器应用提供了重要技术路径。研究还通过将标准反馈方程与谐振腔品质因数相关联，给出了定性物理解释。

    关键词： 光学反馈，半导体激光器，光子集成电路。

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于金属-绝缘体-金属波导的多功能高紧凑型等离子体滤波器

    摘要： 提出并数值研究了基于金属-绝缘体-金属（MIM）波导中短截线结构的多功能超紧凑型纳米等离子体波长滤波器。通过将两个阶梯状孔径分别连接输入和输出端口的新方法形成法布里-珀罗（FP）腔，使该结构能在1310纳米和1550纳米波长实现双带通滤波。研究表明，通过调节腔体长度变化可实现长波长截止滤波，且截止波长可通过调整腔长轻松调控。此外发现，增大阶梯状孔径与腔体间距能在电信波长（如1267.5纳米、1414.19纳米和1644.7纳米）实现三带通滤波。当阶梯状孔径与短截线谐振器长度相同时，则获得可调谐宽带高通波长滤波器。最终通过改变短截线谐振器宽度可获得可调谐近完美吸收器。凭借其功能性、微型化尺寸及高效性，该等离子体滤波器将极大推动下一代光子集成电路（PICs）的小型化发展，并在光通信系统的片上集成与波分复用（WDM）领域获得应用。

    关键词： 波长滤波器件、光学滤波器、耦合谐振器、光子集成电路、表面等离激元、法布里-珀罗

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 硅-有机混合光子器件在光子集成电路技术中的应用

    摘要： 在这项工作中，我们展示了关于电光有机材料在光子集成电路（PIC）技术中混合集成的最新研究成果。我们回顾了工艺兼容性方面已识别的一些挑战，并展示了使用0.25微米SiGe BiCMOS试验线将有机材料集成到PIC技术中的实验结果。本文重点关注面向超低能耗高速调制器的电光应用。

    关键词： 光子集成电路、高速调制器、电光材料、硅基有机混合集成、超低能耗

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 自由空间与波导基表面增强拉曼散射平台的比较

    摘要： 表面增强拉曼光谱（SERS）通过增强等离子体纳米结构表面附近固有的微弱拉曼信号，实现对分子的高度特异性检测。传统自由空间显微镜中已开发出多种用于SERS信号激发与收集的等离子体纳米结构，其中金纳米穹顶具有最高的SERS增强效果之一。近年来，纳米光子波导作为传统拉曼显微镜的替代方案出现，可高效激发和收集拉曼信号。将等离子体结构集成于纳米光子波导上，能实现基于波导的可重复SERS光谱激发与收集，例如纳米等离子体狭缝波导。本文比较了自由空间激发收集的金纳米穹顶与基于波导的纳米等离子体狭缝波导的SERS性能，采用硝基苯硫酚单分子层评估不同SERS平台的信号增强效果与背景噪声。结果表明纳米等离子体狭缝波导的信噪比接近金纳米穹顶。我们首次在基于波导的SERS平台上实现了肽单分子层检测，为集成式芯片实验室平台上生物相关分子的SERS监测开辟了道路。

    关键词： 光子集成电路、拉曼光谱、基于波导的表面增强拉曼散射、纳米等离子体狭缝波导、肽检测、金纳米穹顶、表面增强拉曼散射

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 光子与电子应用的纳米复合材料 || 基于有机-无机杂化材料的绿色光子集成电路

    摘要： 在过去十年中，数据通信、存储及传感领域的大多数应用都实现了高度集成化，这促使光学元件朝着高集成度方向整合与适配[1]。为此，光子集成电路（PICs）因其能在单芯片（一体化封装）内集成多个光学元件而备受关注，可有效减小尺寸、重量、功耗并降低光电转换成本[2]。PICs的其他优势——如光纤连接数量最少、高灵敏度及电磁免疫性——也使其成为研究热点[3]。

    关键词： 有机-无机杂化材料、光子集成电路（PICs）、绿色光子学、光学元件、集成电路

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 硅纳米线光学矩形波导（SNORW）的色散调控

    摘要： 本文通过将光限制在低折射率区域，对硅纳米线矩形光学波导（SNORW）进行了色散分析。色散工程是利用基于光子集成电路的波导实现线性与非线性光学器件的关键研究。本文通过调控SNORW的物理参数，展示了其在S、C和L波段呈现的独特色散特性。采用有限元法（FEM）进行模态研究与数值分析，结果表明SNORW结构可实现平坦且低负色散特性。本文还论证了通过调节SNORW的包层材料与结构参数来控制色散幅度与行为，从而获得平坦色散曲线的方法。

    关键词： 硅纳米线、光子集成电路、光波导、色散、硅光子学、光子结构、纳米光子学

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 磷化铟光子集成Turbo开关中的全光波长转换

    摘要： 我们通过实验验证了在采用turbo开关结构的磷化铟(InP)光子集成电路中，实现了56 Gb/s非归零(NRZ)信号的全光波长转换。该电路由两个级联的半导体光放大器(SOA)及其中间的带通滤波器构成。在此配置下，调制输入信号与第一个SOA中的连续波(CW)光之间的交叉增益调制(XGM)可产生输入信号的波长转换副本，而由滤波器选出的探测信号馈入第二个SOA以确?？焖僭鲆婊指础Ｍü獗?ER)和误码率(BER)测量展示了下行与上行转换操作，证实了该光子集成电路(PIC)的有效性。

    关键词： 全光波长转换、半导体光放大器、光子集成电路、Turbo开关、集成光学

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第24届光电子与通信会议(OECC)暨2019年国际光子交换与计算会议(PSC) - 日本福冈(2019年7月7日-11日)] 2019年第24届光电子与通信会议(OECC)暨2019年国际光子交换与计算会议(PSC) - 一种不受制造误差影响的解复用器，助力低端硅光子集成平台实现高通道数(>64通道)密集波分复用系统的紧凑化设计

    摘要： 我们提出并理论验证了一种新型解复用器，能够自动校正所有由制造误差引起的光谱损伤。一旦实现该技术，将使低端硅光子集成电路平台也能支持高通道数（>64通道）的密集波分复用系统。

    关键词： 光子集成电路

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 槽波导氮化硅有机混合分布式反馈激光器

    摘要： 对于成本敏感型应用而言，氮化硅光子集成电路实现广泛商业化应用的主要障碍之一，在于缺乏可直接向单模波导发射的低成本单片集成激光光源。本研究展示了一种专为氮化硅有机混合光子平台设计的光泵浦有机固态狭缝波导分布反馈激光器。通过450纳米激光二极管实现对增益介质的脉冲光激发。该激光器的光学反馈基于采用狭缝波导芯层的二阶侧向耦合布拉格光栅。有机染料优化的材料增益特性，结合狭缝波导结构与增益材料重叠度提升带来的激光模式模增益增强，实现了600纳米波长的单模激射。这种与蓝光激光二极管直接集成的简便操作方式，为光子集成器件提供了具有成本效益的相干光源。

    关键词： 光子集成电路、氮化硅、槽波导、分布反馈激光器、有机混合

    更新于2025-09-12 10:27:22