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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • 一种多功能硅-氮化硅光子学平台，用于增强功能与应用

    摘要： 硅光子学是集成光子学领域最突出的技术平台之一，可支持多种应用场景。随着该技术逐步迈向成熟的工业核心工艺，我们通过引入氮化硅（SiN）材料来扩展硅光子平台的性能边界。针对不同应用需求，我们开发了多种SiN集成方案，本文详细介绍了这些工艺流程及专用功能核心组件。具体而言，我们展示了SiN在以下领域的应用：数据通信光收发器中的无热复用技术、利用SiN微谐振腔实现非线性频率梳以支持超高速数据传输/光谱分析/计量应用，以及采用SiN构建800-1000纳米波段光学相控阵用于激光雷达系统。这些功能均通过200毫米互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容中试线验证，充分证明了Si-SiN平台的多功能性与可扩展性。

    关键词： 收发器、硅光子学、克尔非线性、光学相控阵、粗波分复用（CWDM）、复用、激光雷达、氮化硅、波束转向、频率梳、光栅耦合器

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • IEEE Access特刊社论：面向5G通信及未来的光无线技术

    摘要： 宽带宽和密集的空间复用对于包括5G及未来网络在内的无线通信系统至关重要。这些特性尤其有助于未来无线网络应对高速数据通信需求的爆炸式增长。光无线通信（OWC）凭借其丰富的可复用免授权光学频谱资源，成为实现这一目标的极具前景的技术方案。从通信和光电子学双重角度来看，OWC的这一潜力已引发全球高度关注并持续升温。

    关键词： 5G、波束转向、混合自由空间光通信/光纤回程、正交频分复用、多输入多输出、光无线通信、车对车通信、自由空间光学、车对基础设施通信、网络层方面、可见光通信

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 利用寄生石墨烯带实现太赫兹半蝶形天线的波束调控

    摘要： 本文提出了一种太赫兹频段可重构波束扫描平面天线。该结构由半领结天线及周围环形排列的石墨烯寄生片组成。研究通过三种不同状态评估天线性能：基板底部采用PEC接地板、化学势为0（模式A）和1（模式B）的石墨烯接地层。该天线在这三种状态下均设计用于1.2 THz特定频率。通过调控石墨烯寄生单元与接地板的电导率（即控制相应石墨烯段的化学势），可改变天线的波束指向与辐射方向图。此外，环绕天线的石墨烯寄生单元为辐射方向图与波束指向调整提供了高度自由度——在模式A/B中作为引向器，在PEC接地板状态下则充当反射器。当石墨烯单元化学势介于0至1之间且采用PEC接地板时，可获得优异的波束扫描能力。值得注意的是，通过调节石墨烯单元的不同化学势可控制天线增益与前后比。所设计天线在恒定φ平面内实现了0至180°的宽范围扫描角，以及左右方向的定向扫描。

    关键词： 太赫兹、石墨烯、可重构、波束转向、天线

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [英国工程技术学会第八届可再生能源发电会议（RPG 2019） - 中国上海（2019年10月24-25日）] 第八届可再生能源发电会议（RPG 2019） - 基于光伏并网逆变器系统的多故障诊断通用框架设计

    摘要： 可见光通信（VLC）系统通常以低于10 Gb/s的数据速率运行，而采用激光二极管（LDs）、成像接收器及延迟自适应技术（DAT成像LDs-VLC）已证明该速率下的运行具有可行性。然而，由于信噪比（SNR）较低和符号间干扰（ISI）的影响，实现超过10 Gb/s的更高数据速率面临挑战。本文首次（据我们所知）提出、设计并评估了一种VLC系统，该系统通过结合自适应有限词汇全息图的波束转向（部分VLC光束）、成像接收器及DAT，在高数据速率（20 Gb/s）下提升SNR并减轻ISI影响。采用算法估算接收器位置，从而利用波束转向将部分白光定向至目标（接收器）以改善SNR。位置估计算法（LEA）的仿真结果表明，在本系统及环境中，估算VLC接收器位置所需时间通常在224毫秒以内。引入有限词汇存储全息图以减少LEA识别最佳波束转向位置所需的计算时间。在最坏情况下，与DAT成像LDs-VLC系统相比，该波束转向方法使全自适应VLC系统在高数据速率（20 Gb/s）下的SNR提升了15 dB。此外，我们还在具有移动性的极端恶劣环境中测试了新提出的系统。结果表明，所提VLC系统对阴影遮挡、信号阻断及移动性具有强鲁棒性。

    关键词： 延迟自适应、信噪比、位置估计、成像接收器、波束转向、有限全息图词汇表、码间干扰、激光二极管

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 单层双面超表面：全空间可见光调控

    摘要： 光学超表面因其具有在亚波长尺度上前所未有的调控电磁波特性的能力而备受关注。这类集成超表面的器件不仅具有紧凑的结构优势，相较于传统体光学器件还展现出更优异的性能。本研究实现了一种能实现全空间光调控的新型超表面，为超表面在光学领域的集成应用提供了新思路。该器件以多极子干涉与潘查拉特纳姆-贝里相位相结合的物理机制为基础，通过实验验证了其实现非对称光束偏转和全息成像的功能。据我们所知，这是首个在可见光波段实现全空间调控的研究成果。凭借其易于制造的特性和前所未有的功能优势，该研究将为需要微型化或集成轻巧光学元件的各类集成光学器件（如摄影、显微成像、计算机视觉等光学系统）带来创新应用潜力。

    关键词： 波束转向、超材料、多功能器件、全息术、超表面

    更新于2025-09-23 22:34:45

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 强脉冲光与硅异质结太阳能电池金属化工艺的结合

    摘要： 可见光通信（VLC）系统通常以低于10 Gb/s的数据速率运行，利用激光二极管（LDs）、成像接收器和延迟自适应技术（DAT成像LDs-VLC）已证明该数据速率的可行性。然而，由于信噪比（SNR）低和符号间干扰（ISI），实现超过10 Gb/s的更高数据速率具有挑战性。本文首次提出、设计并评估了一种VLC系统，该系统采用部分VLC光束的自适应有限词汇全息图波束转向技术，结合成像接收器和DAT，在高数据速率（20 Gb/s）下提升SNR并减轻ISI影响。通过算法估算接收器位置，利用波束转向将部分白光定向至目标（接收器）以提高SNR。位置估计算法（LEA）的仿真结果表明，在本系统和环境中，估算VLC接收器位置所需时间通常在224毫秒以内。引入有限词汇存储全息图以减少LEA识别最佳波束转向位置的计算时间。在最坏情况下，与DAT成像LDs-VLC系统相比，该波束转向方法使全自适应VLC系统在高数据速率（20 Gb/s）下的SNR提升了15 dB。此外，我们在具有移动性的严苛环境中测试了新系统，结果表明所提VLC系统对阴影遮挡、信号阻断和移动性具有强鲁棒性。

    关键词： 成像接收器、位置估计、延迟自适应、激光二极管、有限全息图词汇、波束转向、码间干扰、信噪比

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 一种基于横向MOS电容的ITO马赫-曾德尔调制器，用于光束偏转

    摘要： 我们通过实验展示了一种异质集成于硅光子平台的氧化铟锡（ITO）马赫-曾德尔干涉仪。该移相器部分采用新型横向MOS结构实现，凭借优异的静电重叠效应达成高效调制（VπL = 63 V·μm）。这一成果通过两个途径实现：(i)选用强折射率变化材料（ITO）；(ii)优化电场重叠度（经静电场线验证）。此外，我们证实该平台可作为端射硅光子光学相控阵（OPA）的基础构件——该相控阵采用波导半波长间距设计，预期性能包括：窄主波束瓣（<3°）、旁瓣抑制>10 dB，同时能实现±80°电控发射方向调控。若进一步优化，不仅可为激光雷达系统带来纳秒级快速波束调控能力，还可应用于全息显示、自由空间光通信及光开关等领域。

    关键词： 电光调制器、氧化铟锡（ITO）、相控阵、激光雷达、马赫-曾德尔、波束转向

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于相干激光测距和速度测量的快速电光开关

    摘要： 3D成像技术在多个领域的应用增长推动了对光束转向技术的需求。从自动驾驶汽车到医学成像等不同领域，都能受益于高速、可调节的光束转向方法。我们推出了一种单片式亚微秒级电光开关，以解决可靠性、速度、动态寻址能力和紧凑性方面的需求。本文展示了一套实验室规模的固态激光雷达系统，该系统利用电光开关将调制相干光发射至自由空间并收集反射信号。通过相干检测反射光，我们能同时获取每个电子可寻址输出端口处目标的距离和轴向速度信息。

    关键词： 电光开关、波束转向、相干激光测距、速度测量、激光雷达

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波及太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 法国巴黎(2019年9月1日-2019年9月6日)] 2019年第44届国际红外、毫米波及太赫兹波会议(IRMMW-THz) - 用于偏振控制波束转向与超表面等离激元极化子激发的双功能超表面

    摘要： 基于传播相位与几何相位的结合，据我们所知，本文提出并数值验证了一种新型反射式超表面，该结构能同时控制反射波方向并激发赝表面等离激元（SSPP），适用于圆偏振入射波。在左旋或右旋圆偏振光照射下，入射波可分别转换为纵向波矢kx=1.2k0的表面波，或以13.9°反射角实现异常反射。在0.3 THz频段，左旋与右旋圆偏振光的转换效率分别可达70%和82%。本研究可为偏振相关天线、探测器等实用太赫兹器件开辟新途径。

    关键词： 赝表面等离极化激元、SSPP、波束转向、偏振控制、超表面

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 双结载流子耗尽型电光移相器

    摘要： 硅光子集成电路（PIC）通过采用成熟的CMOS制造工艺，实现了密集光学系统集成与工业可扩展性的结合。电光移相器（EOP）是数据通信光开关、PIC-FPGA和波束控制等PIC应用的基本构建单元。常见的EOP构建方法包括：在波导附近设置原位电阻加热器，或在掺杂结区实现自由载流子注入/耗尽。文献报道显示，热移相器需消耗24.7 mW才能实现直流大信号π相移，而注入型PIN器件与耗尽型PN调制器的功耗分别为10 mW和≈0 mW。与PIN/PN调制器不同，热EOP天然避免了载流子引起的光学插入损耗（IL）。因此热移相与PIN/PN方法是在IL与功耗之间权衡，而非同时最小化两者。在大信号低速应用场景中，兼具低光学损耗与低功耗的EOP极具价值。

    关键词： 电光移相器、数据通信光开关、PIC-FPGA、波束转向、CMOS制造工艺、硅光子集成电路

    更新于2025-09-11 14:15:04