新型的Si基量子线光波导及其对发展集成光学的意义

新型的Si基量子线光波导具有亚波长甚至纳米尺度的光限制能力,还可以实现小曲率半径的低损耗光传输,因此可以实现高密度集成和纳米集成,成为集成光学领域的研究热点.文章简要介绍Si基量子线光波导的结构和原理、独特优势及其在发展高密度密集纳米集成光路上的应用,并预测了应用于未来集成光路中的新型导光波导的发展方向.     

Si光子学研究的最新进展

介绍了近年内以全Si光电子集成为主要目标的Si光子学研究在各类Si光子器件,如发光二极管、激光器、光探测器、光调制器以及光子晶体等方面所取得的一些最新进展,预计全Si光电子集成技术有望在未来10年内得到突破性的进展。     

硅基光功率监测技术的最新进展

随着集成光路复杂度的增加,需要在不影响系统正常工作的情况下,在链路内使用光功率监测器对集成光路进行实时监测,有效地进行器件行为分析。文章综述了硅基光功率监测器的最新研究进展。重点阐述了表面态吸收、双光子吸收、锗吸收以及缺陷态吸收机制下的光功率监测方案以及各自的优缺点,最后详细讨论了利用缺陷态吸收机制实现光电转换的巨大优势。     

光调制器综述

在光纤通信中,光调制器光信号调制发挥着不可替代的作用.介绍了光调制器的发展历程争最新进展,详细分析了不同种类的Si基光调制器的工作原理.与化合物材料光调制器进行了对比,指出最新技术利用Si作为基本材料,研究起步较晚,但是进展较快,但目前其相应速度等特性还比不上化合物调制器.表明由于Si基光调制器易与CMOS和VLSI工艺兼容,实现光电集成的全Si化和单片化是目前的一个研究热点.     

Si基微纳集成光波导的理论设计

提出了一种宽度从微米到亚微米、深亚微米、再到纳米级渐变的微纳集成结构光波导，并通过理论分析和模拟计算得到了基于Si基半导体材料的微纳集成光波导参数. 其制作工艺非常简单，插入损耗在1～2.5dB之间. 这种微纳集成光波导不但可解决芯径为10μm的单模光纤与纳米量级的光子晶体波导器件间的光对接、耦合和互连等难题，还可缩小光波导器件芯片的单元尺寸，有利于提高器件的集成度. 为光电子器件向纳米光子集成方向的发展提供了新途径，为新一代全光通信用微纳新原理光电子器件及功能集成的发展提供了新思路.     

Si基微纳集成光波导的理论设计

提出了一种宽度从微米到亚微米、深亚微米、再到纳米级渐变的微纳集成结构光波导,并通过理论分析和模拟计算得到了基于Si基半导体材料的微纳集成光波导参数.其制作工艺非常简单,插入损耗在1～2.5dB之间.这种微纳集成光波导不但可解决芯径为10μm的单模光纤与纳米量级的光子晶体波导器件间的光对接、耦合和互连等难题,还可缩小光波导器件芯片的单元尺寸,有利于提高器件的集成度.为光电子器件向纳米光子集成方向的发展提供了新途径,为新一代全光通信用微纳新原理光电子器件及功能集成的发展提供了新思路.     

Si基微纳集成光波导的理论设计

提出了一种宽度从微米到亚微米、深亚微米、再到纳米级渐变的微纳集成结构光波导,并通过理论分析和模拟计算得到了基于Si基半导体材料的微纳集成光波导参数.其制作工艺非常简单,插入损耗在1～2.5dB之间.这种微纳集成光波导不但可解决芯径为10μm的单模光纤与纳米量级的光子晶体波导器件间的光对接、耦合和互连等难题,还可缩小光波导器件芯片的单元尺寸,有利于提高器件的集成度.为光电子器件向纳米光子集成方向的发展提供了新途径,为新一代全光通信用微纳新原理光电子器件及功能集成的发展提供了新思路.     

Si基高速0EIC光接收机芯片的研究

Si基光电子集成(OEIC)光接收机在光通信系统接入网、光互连、光存储等方面有着广泛的应用前景。本文综述Si基OEIC光接收芯片的研究现状，分析了其发展趋势，探讨了进一步提高性能的途径。     

一种微流控2×2光开关的性能研究

微流控光学是在微尺度上通过操控微流体达到调节系统光学特性的技术。微流控光开关在多个元件集成到单一微流控芯片并实现可重构的微流控光路中起重要作用。使用气动方式设计了一种光路可重构的2×2光开关。通过压缩气体驱动控制一个可调气隙反射镜的状态,使光在微流道内交替发生透射和全反射,实现光开关功能。通过在COMSOL软件中仿真分析,得出其消光比为10.2dB、开关周期可达到60ms。结果显示,该方法具有较好的开关性能。此开关可与其他器件集成,制作复杂的微流控器件以实现其他不同的功能。     

厚二氧化硅光波导薄膜的制备

随着光通信的飞速发展，Si基SiO2平面光波导集成器件的应用更加重要和广泛。在Si基上制备高质量的厚SiO2薄膜，是制作SiO2光波导及其集成器件的基础。本文介绍了Si基厚SiO2薄膜的几种制备方法。     

硅基光波导材料的研究

光波导是集成光路及其元器件中最基本的构成单元。本文介绍了各种不同类型的光波导材料的特性。硅材料作为目前研究得最透彻的半导体材料,它在光电子领域的应用也是令人关注的。硅基光波导材料种类繁多,主要包括聚合物、外延硅/重掺杂硅、SiO₂,SOI和SiGe/Si等。硅基光波导材料是实现硅基光波导器件的基础,本文阐明了它们各自的特点和应用前景。其中聚合物、SiO₂和SOI波导是目前研究的热点。     

Si1-xGex/SOI材料的基本性质与应用前景

主要讨论了Si1-xGex/SOI材料的Si1-xGex应变层临界厚度、折射率增量、载流子迁移率、超晶格的线性电光效应、等离子色散效应等基本性质,比较了SOI、Si1-xGex/SOI光波导与石英光波导在光、光电集成方面的优势,简述了与体硅相比,SOI在VLSI应用方面的优越性及其在微电子领域的广泛应用.最后探讨了Si1-Gex/SOI材料在光电集成和光集成领域的巨大应用前景.     

单片光电集成回路研究进展

单片光电集成回路(MOEIC)综合应用微电子、光电子、新型材料生长与加工等高新技术,将光、电元件集成在同一衬底上,具有体积小、成本低、可靠性高等诸多优势,在军事和民用光电系统中都有广泛的应用。回顾了国外单片集成光接收机、单片集成光发射机的研究进程以及国内单片光电集成的技术发展,介绍了作为单片光电集成发展趋势的光电系统或子系统的单片集成、高速Si基单片光电集成等单片光电集成的前沿研究热点。     

构建可变带宽光路的关键技术

随着宽带业务、数据中心及云计算业务的飞速发展,光网络正承受着业务流量爆炸式增长带来的巨大压力,超大容量和动态灵活成为全光网技术未来的发展趋势。文章分析当前光网络发展现状以及传统WDM(波分复用)技术面临的挑战,对未来弹性光路的特性和优势进行阐述,并对构建弹性光路各个环节关键技术的研究现状进行介绍,最后探讨弹性光路的应用前景。     

光通信器件和模块2004年展望

从2004年在美国洛杉矶召开的OFC2004会议和展览中,可发现光网络的发展对光通信器件提出了一些新要求,成为光器件和光模块不断进展和创新的动力和方向.本文将就光子集成器件、平面光路(PLC)器件、光放大器、可调和动态光器件、光器件的组装和封装技术等方面的某些新发展略作评述.     

基于Y缺陷的改进型光子晶体光分路器

提出一种Y缺陷的改进型光子晶体光分路器,以提高输出端的透射率。在完整的二维光子晶体中引入线缺陷,构成1×4的Y型光子晶体光分路器。通过调节第一分支处的4个介质柱的半径,使其每个输出端口具有更高的透射率。同时,通过改变第二分支处的1个介质柱的半径,可以实现输出端口的高透射率和输出光能量的灵活调节。Y缺陷光子晶体光分路器可以广泛应用于未来的光路集成、集成光学、微光信息处理和光通信领域。     

平面集成光波导器件概况及市场分析

平面集成光波导器件因其基体不同,其制造技术各异。国际信息业的发展以每年翻一 番的速率将持续下去。我国的互联网业务发展相对国际要滞后一些,但也有相似的发展规律。Si 基平面集成光波导器件与Si 工艺兼容,是国内外热门研发领域之一。     

硅光子器件及其集成技术的研究

主要探讨了偏振分集光路、可调光衰减器、波导耦合型锗光电探测器等硅光器件的研究进展,分析了其结构及技术参数,随后探讨了VOA-PD单片集成技术以及VMUX单片集成技术两种硅基单片集成技术,指出硅光子器件的性能指标已经能满足现代光纤通信系统的要求。     

光通信交换技术发展趋势及标准现状

系统总结了全光通信网络的三种交换技术:光路交换、光分组交换和光突发交换,分析了各技术的优缺点和局限性,并介绍光交换技术的发展趋势,世界各国的研究动向.可见,结合了光路交换和光分组交换优点的光突发交换,被认为是未来IP/DWDM全光网络的可行性方案之一.最后介绍了光通信标准的发展现状.     

Si基芯片光互连研究进展

综述了近年来Si基光互连,尤其是和微电子工艺兼容程度较高的芯片间和芯片内的光互连的进展。Luxtera公司已经率先实现了除光源外的所有光子器件的单片集成,IBM也提出并开始实施微电子学领域的片内光互连的技术方案,但Si基光互连大部分还停留在各构建单元器件性能提高的阶段,例如Si基发光、Si波导、Si波导耦合器、Si基调制器及光开关、Si基探测器以及用于光波导器件阵列的WDM技术。此外,还对Si基光源、光纤耦合、偏振敏感性以及光子器件的热稳定性提出了看法。总之,随着各种构建单元器件的综合性能、CMOS工艺兼容度、制备成品率的提高以及光电融合单片集成工艺的突破,光互连最终会成为现实,并引发微电子技术和IC行业的下一场革命。