可见光通信感知一体化芯片及关键技术

通信感知一体化是6G关键技术之一。氮化镓量子阱二极管的发射光谱和光探测谱存在重叠区,量子阱二极管光探测器能够吸收具有相同量子阱结构的光发射器件发出的短波长光子,生成光电流。该文基于该物理现象,研制同质集成光发射光接收器件的氮化镓光电子芯片,由于单个量子阱二极管芯片器件自身发光干扰导致感知外界光信号弱,但是收发分离芯片又存在效率低、紧凑性弱、鲁棒性差等问题,将具有相同量子阱结构的量子阱二极管器件制备在同一块芯片上,分别作为发光和接收器件,构建自由空间逆向光通信系统,探索可见光通信感知一体化芯片及关键技术。     

向甚大规模集成光子学挺进

光学传输在高比特速率通信中占主导地位。今天 ,光学元件继续取代电子元件作为光信号处理应用时 ,其发展趋势是将更多的光子器件放到单个芯片中。与微电子学按Moore定律减少尺寸的好处不同 ,在过去十多年中集成光子学器件尺寸近似保持相同。光学器件的实际线度不像微电子学那样受限于最小光刻尺寸 ,而是受限于电介质材料和适于低耗传播的几何结构。缺乏系统大规模光子集成的一个理由是 ,直到最近尚无在性能上可与集成电子学中晶体管相比用途广泛的光学器件。然而 ,当世界研究人员演示了比普通电子器件小几个数量级的高质量光信号处理器件时…     

基于量子阱包络态跃迁和集成光学技术的光计算机

本文综述了量子阱包络态跃迁和它的光学，光电子学性质，介绍了基于这种新型红外跃迁的微微秒集成光学逻辑和光计算机。     

无杂质空穴扩散诱导量子阱无序及在光集成中的应用

综述了近年来新发展的量子阱生长后置无序的无杂质空穴扩散诱导量子阱部分无序的工艺技术，量子阱部分无序的机理，并分析了它在量子阱光电器件中的应用和使用该技术制出的光集成器件的最新结果。并对它的应用前景作了初步展望．     

“光子和光电子集成”专题征文通知北大核心

光子和光电子集成技术是古老的光学学科的新兴前沿领域,它一方面通过光纤联系常规应用,另一方面正逐步走向集成芯片的未来。光子和光电子集成技术重点研究建立在各种材料平台上的光波导和微纳器件及其集成,包括波导和器件的设计、加工工艺、材料、集成方法等等,核心目标是实现更小、更快、更强的微纳光学功能器件、模块或芯片。光子和光电子集成技术是未来高速计算机和量子计算机等的关键技术。     

光子晶体多量子阱中的谱线分裂

用时域有限差分法研究了一维光子晶体多量子阱中的谱线分裂现象,揭示了光子隧穿多量子阱时谱线分裂的规律性.研究发现,谱线分裂是阱间相互耦合的结果,其特征不仅取决于势阱的个数,而且与垒区和阱区的几何参量密切相关.计算结果表明,对称多量子阱结构中,光子隧穿p个势阱时,单阱对应的每条透射谱线会分裂为p条,各分裂谱线互不交叠.这样在有限的禁带区域可以成倍增加光子束缚态,使信道密度最大化,光波有效带宽的使用最优化,有望在光通信超密集波分复用和光学精密测量中获得广泛应用.     

介质折射率对光子晶体量子阱滤波性能的调制

为设计高品质的光学滤波器件,利用传输矩阵法理论,通过数值计算模拟的方法,研究垒、阱层介质折射率对光量子阱滤波带宽的调制机制,结果表明,光量子阱滤波带宽对垒、阱层介质折射率的响应相当灵敏:垒层高折射率介质的折射率越大,光量子阱的滤波带宽越窄;垒、阱层介质的折射率和的比值越大,光量子阱的滤波带宽越窄。光量子阱滤波带宽对介质折射率的响应机制,为提高光子晶体光学滤波器件的品质、性能提供方法依据,同时对光量子阱的理论研究也具有积极的指导意义。     

可作光学积木使用的微形共振腔

两个研究组已发展集成波导环形和盘形共振腔，有望作为光电子集成电路的通用元件。在5月份举行的’97激光电光学会议上，这两个组介绍了可起窄带可调谐滤光器作用的波导环和波导盘。这种与电子学和微波器件中共振腔相似的共振环可作波分复用的滤光器和集成光开关或集成光调制器使用。虽然环形和盘形波导结构是1969年首先由贝尔实验室研究人员提出，但直到现在还没有制作这种光学应用器件所需的技术。研究人员用光刻和电子束刻蚀制作了特征尺寸为0．5urn的器件，在某些情况下是制作0．lum尺寸的器件。这种刻蚀技术原为制作微电路而开发的，这…     

基于三层模型的多量子阱激光器调制特性的SPICE模拟

从三层速率方程推导出多量子阱激光器的等效电路模型 ,并用数量而不是密度来描述载流子及光子行为 ,避开了传统方法中处处都要涉及到的体积参量 ,解释了传统的二层模型所不能解释的多量子阱 (MQW )激光器中多量子阱内载流子不均匀分布问题 ,用SPICE进行了调制特性的模拟及讨论。激光器件的模拟以层次性的方式实现 ,对使用EDA工具进行集成光学器件和系统仿真进行了探索。     

双周期光量子阱中的共振透射谱

用传输矩阵法研究了一维双周期光量子阱中的共振透射谱,揭示了光子隧穿双周期光量子阱时共振透射谱线的规律.研究发现,该结构拓宽了光子禁带区域,同时禁带中出现了多个共振透射谱,光子晶体的垒区通带频率范围内共振透射谱线的个数主要与光量子阱中垒区的周期数有关,而光子晶体的阱区通带频率范围内共振透射谱线的个数主要与光量子阱中阱区的周期数有关.同时也发现当双周期光量子阱结构的周期数为N时,适当调节垒区和阱区的周期数,可使每个共振透射谱分裂为N-1条,且各分裂谱线互不交叠,这样在有限的禁带区域可以成倍增加光子束缚态,使信道密度增大,能有效地优化光波带宽的使用,有望在光通信超密集波分复用和光学精密测量中获得广泛应用.     

光学多层介质膜与多量子阱集成器件

本文采用光学传输矩阵元的方法设计了一种集成型反射式多量子阱器件,并给出了理论计算结果。采用MOCVD生长方法制作了该器件,它由n型多层增透介质膜、i型多量子阱、p型多层高反射率介质膜所组成。测试了该器件的光电流谱和反射率谱,并与理论结果作了比较,二者附合得很好。这种器件可以发展成兼具调制、开关、双稳复合功能的反射式集成器件。     

具有透明波导的量子阱半导体激光器及其光集成技术

本文论述了具有透明波导结构的量子阱半导体激光器及其光集成技术的基本原理及主要优点。尤其在实现高功率窄渴束输出的光集成器件方面更显出其独特的优点。     

几种新型的光电器件

描述用ＳＯＩ技术制造的光耦合ＭＯＳ继电器和多量子阱长波和红外探测器，以及集成异质结晶体管和激光二管于一体的高增益，高灵敏的光电子开关器件，文中着重介绍这些器件的结构，制造工和器件特性，并对其进行了讨论。     

一种新型微波光子器件--多量子阱光-微波转换器的设计构想

最近十年,微波光子领域的研究在世界范围内吸引了越来越多的兴趣,作为微波光子器件系列的光-微波转换器,扮演了重要的角色。本文提出了一种新型的多量子阱超宽带光-微波变换器的设计构想,介绍了其结构、功能并进行了分析。     

具有透明波导的量子阱半导体激光器及其光集成技术

本文论述了具有透明波导结构的量子阱半导体激光器及其光集成技术的其本原理及主要优点。尤其在实现高功率窄光束输出的光集成器件方面更显出其独特的优点。     

双负介质对一维光子晶体量子阱透射谱的影响

为设计高品质的光学滤波器和光学开关,用传输矩阵法研究双负介质对一维光子晶体量子阱（AB）m（CBAABC）n（BA）m透射谱的影响,结果表明:当C层为双正介质时,光量子阱透射谱中出现2n+1条窄透射峰,当C层为双负介质时,呈现简并现象,光量子阱透射峰中仅出现2n-1条窄透射峰;当C层双负介质折射率负值增大时,光量子阱透射谱向禁带中心两侧移动,同时透射峰的品质因子快速提高;当C层双负介质光学厚度负值减小时,光量子阱透射谱向禁带中心靠拢,同时透射峰的品质因子迅速提高;光量子阱透射品质因子对双负介质光学厚度的响应灵敏度高于对折射率负值的响应。双负介质对光量子阱透射谱特性的影响规律,可为光子晶体理论研究及新型量子光学器件设计提供参考。     

硫系玻璃集成光子器件综述(特邀)

硫系玻璃具有超宽的红外透过光谱范围、较高的线性折射率、极高的光学非线性和超快的非线性响应,近年来在集成光子器件研究领域备受关注。首先回顾了硫系玻璃集成光波导的制备,综述了硫系集成光子器件在红外传感和高性能非线性应用方面取得的进展,然后介绍了硫系相变光子器件在光开关、光存储和光计算等方面的前沿进展,最后对目前硫系玻璃光子器件研究存在的问题进行了归纳,并对未来的研究方向进行了展望。     

基于氮化镓集成光电子芯片的单通道全双工可见光通信系统

为了应对新一代通信技术频谱危机，根据量子阱二极管发光谱和探测谱存在重叠区的物理现象，提出一种基于氮化镓集成光电子芯片的单通道全双工可见光通信系统。采用具有相同量子阱结构的一对蓝光、绿光氮化镓量子阱二极管器件，分别作为光发射器和光接收器，器件集成Ti O2/Si O2分布式布喇格反射镜（DBR），将入射光和发射光隔离，实现单通道全双工光通信。测试结果表明，该可见光通信系统通过集成氮化镓光电子芯片，节约了信道空间，对面向未来6G的可见光通信技术的发展具有重要意义。     

新型InGaAs/InP多量子阱异质结构掺杂超晶格光波导调制器

提出一种新型的InGaAs/InP多量子阱异质结构掺杂超晶格光波导调制器。这种结构的器件结合了多量子阱大的光吸收非线性和掺杂超晶格低激发强度的优点,因此具有低驱动偏压差、高通断比率和高的调制响应速率。低的驱动偏压差、小的器件尺寸以及通过扩散形成的分隔接触电极结构(因此可以和传统的平面加工技术兼容),使这种器件特别适合于作为大规模光电集成的单元光调制器和光开关。     

一维光量子阱滤波性能的研究

利用传输矩阵理论研究了形式为(AB)m(ABBA)n(BA)m一维对称光量子阱结构的传输特性.研究结果表明:一维光量子阱垒区和阱区不同周期数、介质A和介质B不同高低折射率比都会对该结构的禁带宽度和透射率影响很大,而选取不同的中心波长又会影响光量子阱的带隙位置.为了制作更精密的光学开关、光滤波器等光学器件,综合考虑这些因素的影响是十分必要的.