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oe1(光电查) - 科学论文

25 条数据
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  • 空心光笼：禁锢于栅栏之后的光

    摘要： 光波导是集成平面光子电路的核心元件，它彻底改变了从电信、医学、环境科学到光生成等多个光子学领域。然而，实心芯层的使用限制了在低介电常数介质（如气体或液体）中需要强光-物质相互作用的应用，这引发了对空心芯波导的极大兴趣。在此，我们提出了一种芯片级空心芯光笼的概念，该光笼由围绕中央空心芯的自由站立圆柱形介电柱阵列构成，采用三维纳米打印技术实现。该光笼通过反谐振引导效应工作，并展现出卓越特性：(1) 在紫外、可见和近红外光谱范围内，能在"准空气"中实现超过一厘米距离的无衍射传播；(2) 通过介电柱间开放空间可直接侧向接触空心芯，使气体扩散时间至少缩短10^4倍；(3) 空心部分承载极高比例的模式?。?gt;99.9%）。凭借这些特性，该光笼能突破现有平面空心芯波导技术的局限，为量子技术、超快光谱学、生物分析、声光器件、光流控和非线性光学等领域开创前所未有的芯片级应用前景。

    关键词： 集成光子学、反谐振导波、漏模、空心光波导、三维纳米打印、光谱学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 铌酸锂薄膜中单模微环谐振器的仿真与分析

    摘要： 采用Lumerical Mode Solutions的2.5维变分时域有限差分模式仿真方法，对铌酸锂薄膜上的单模微环谐振器进行了设计与模拟。系统研究了不同SiO2包层厚度下铌酸锂平面波导的单模条件与传输损耗，并进行了对比分析。确定了微环半径、信道与环波导间距等设计参数的优化方案，探讨了影响谐振器设计的关键因素如自由光谱范围和品质因数。所设计的微环谐振器半径为R=20微米，其透射光谱通过电光效应实现了调控。

    关键词： 电光、集成光子学、VARFDTD、LNOI、微环谐振器

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 组合马赫-曾德尔干涉仪的校准

    摘要： 一种用于组合马赫-曾德尔干涉仪的数字校准方法被开发并通过实验验证。通过少量测量，在离散空间中评估每个组合干涉仪的误差函数。通过保持两个干涉仪的电场相量共线，实现校准至干涉极大值或极小值。本方法应用于光子集成电路中的IQ调制器，具有普适性，可推广至任意用途的组合干涉仪。

    关键词： 马赫-曾德尔干涉仪，集成光子学

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • III-V族化合物材料与硅基激光器

    摘要： 基于硅的光子集成因其高发光效率和电子迁移率而受到半导体科学家的关注。过去几十年间，硅基集成激光器已取得突破性进展。本文综述了III-V族材料在硅上集成的三种主要方法：直接生长法、键合法和选择性区域异质外延法。我们介绍的III-V族材料主要包括砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)等材料，所涉及的激光器主要为相关通信波段的激光器。同时我们也阐述了这三种方法的优缺点。

    关键词： 集成光子学、混合激光器、硅

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于二次反射器的紧凑且制造容差的波导弯曲结构

    摘要： 我们提出并实验验证了一种针对低折射率对比度波导的宽带、偏振无关紧凑弯曲设计方案，该方案通过空气槽二次曲面（椭圆或抛物线）反射器表面的全内反射（TIR）实现光路转向。与先前基于平面TIR镜的设计相比，这种二次曲面反射器设计能最大限度减少模式泄漏并降低光学损耗，从而在芯片和板级层面实现高密度、可扩展的光子架构。此外，我们开发了自对准制造工艺，可在单次光刻步骤中同时定义反射器和波导段，从而规避了传统空气槽结构常见的对准敏感性问题。模拟预测显示在850纳米波长下，每90°和180°弯曲的损耗可低至<0.14分贝；而采用标准紫外光刻工艺制造的器件实测结果表明，TE和TM两种偏振态在90°和180°弯曲处的宽带损耗均约为0.3分贝。

    关键词： 聚合物波导、自由曲面反射器、集成光子学、波导弯曲、波导

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用氧化铟锡近零介电常数特性的硅环谐振器电光调制器

    摘要： 光通信系统中的一个关键组件是光调制器。它作为电域与光域之间的桥梁，将电信号转换为光信号流。电光调制是一种非常流行的方案。近年来，由于氧化铟锡（ITO）具有近零介电常数特性，它被广泛应用于光调制器中?；贗TO的广泛应用，本文提出了一种硅基电光环形谐振腔调制器。在标准电信波长1.55微米处，该器件实现了约14分贝的消光比和0.075分贝的插入损耗。该设计具有低损耗、高效率和紧凑尺寸的特点。

    关键词： 硅纳米光子学、环形谐振器、氧化铟锡、电光调制器、集成光子学

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于将纳米发射器耦合至光子集成电路的最优光子晶体腔

    摘要： 采用成熟半导体技术制造的集成光子电路，为实现可扩展的量子技术展现出巨大潜力。量子发射器与纳米光子器件之间的高效接口，是此类硅基芯片实现方案的关键构建模块。这类接口可通过具有高品质因数和波长量级模场体积的纳米梁光学腔实现，从而增强纳米尺度量子发射器与纳米光子电路的耦合。在可见光波段（当前多数量子发射器的工作频段）实现此类谐振结构极具挑战性，若还需兼容现代半导体纳米制造工艺则更为困难。研究表明，可见光谱的集成光子晶体纳米梁腔可直接在衬底上设计制造，兼具高品质因数和小模场体积特性。通过确定性方法和模式匹配方法对设计方案进行比较，发现后者更适用于衬底集成实现。该成果为量子发射器与纳米光子电路的集成应用铺平了道路，将推动量子技术发展。

    关键词： 与CMOS兼容、光子晶体腔、集成光子学、高品质因数

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE国际光学MEMS与纳米光子学会议(OMN) - 韩国大田 (2019.7.28-2019.8.1)] 2019年国际光学MEMS与纳米光子学会议(OMN) - 中红外波导上的热电堆集成

    摘要： 我们报道了通过倒装芯片键合技术将红外（IR）热电堆传感器与中红外波导集成的成果。在绝缘体上硅（SOI）平台上制造了输入和输出光栅耦合器设计波长为3.72微米的光子器件，并在其输出端集成裸露的热电堆芯片，从而实现了适用于多种传感应用的集成光子平台。

    关键词： 波导、硅光子学、集成光子学、热电堆

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019国际微波光子学专题会议(MWP) - 加拿大安大略省渥太华 (2019.10.7-2019.10.10)] 2019国际微波光子学专题会议(MWP) - 支持5G多天线系统MIMO与光子波束成形的 多芯光纤技术：(特邀论文)

    摘要： 本文描述并实验验证了多芯光纤（MCF）光前传支持的不同多天线系统应用。该MCF前传通过多输入多输出（MIMO）信号的空间复用，实现了同一波长下不同光数据流的同步传输。此外，MCF还能通过向每个天线单元传输具有不同相位或时间延迟的相同光数据信号，实现同步无线波束成形。5G多天线系统需要同时具备MIMO和波束成形能力。本研究报道了采用商用4芯光纤实现的4×4 MIMO传输及多波束4×1波束成形的实验验证?；诠庋Щ沸涡痴衿鳎∣RRs）的Si3N4光子芯片通过连续集中式调节各天线单元的时间延迟，实现了5G中的光束转向功能。

    关键词： 集成光子学、波束成形、MIMO、多芯光纤、多天线系统、无线电波束转向、光学环形谐振器（ORR）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 光子集成电路的控制与校准方案

    摘要： 本文提出了针对任意光子集成电路（PIC）架构实施简单、高效且稳健的控制与校准程序的关键要素和最佳实践。文中阐述并讨论了三大核心特性：消除热调谐器间相互串扰影响的技术、利用标记识别不同光学信号的方法、以及通过输入调制信号自动重塑器件频率响应的方案。随后通过交叉互连矩阵路由器、可变带宽滤波器和三阶耦合微环滤波器等应用实例，验证了该方法的普适性与有效性。此外，还演示了在密集波分复用网格上运行的无中断上下路滤波器查找表的自动动态生成过程。采用本方法生成的查找表能够根据芯片新状态或操作新需求（如信道调制格式变化、或相邻器件因工作点改变引发的干扰）进行动态更新。

    关键词： 控制、光学滤波器、微环谐振器、导频音、集成光子学、校准、查找表、热串扰、调谐、锁定

    更新于2025-09-16 10:30:52