新型硅基集成光隔离器的研究进展

光隔离器是保障光通信系统稳定运行的重要核心器件。目前,光通信器件在单个芯片上的集成是必然趋势,但光隔离器的集成仍然存在损耗高、隔离度差、集成工艺困难等诸多问题,复杂有源光通信器件片上集成的发展也因此受到了阻碍。概述了实现光隔离的几种有效方案,介绍了硅基集成光隔离器的最新研究进展,并对其未来的发展态势进行了展望。     

相干光收发器件未来技术演进

相干光收发器件是相干光通信系统的核心器件。相干光通信系统朝着更大容量、更长传输距离、更低成本方向发展，同时相干光收发器件面临一系列新挑战，包括高带宽、多波段、高性能、高可靠性、高集成度、低功耗。相干光收发器件的未来技术演进包括新材料光芯片、先进封装技术、多路集成架构等方面。光芯片将存在多种材料，包括硅光、磷化铟和薄膜铌酸锂，以及基于硅光平台的异质集成技术。光器件将参考采用微电子行业的先进封装技术，以减小芯片间高速电信号的传输距离，降低成本，保证封装可靠性。器件级多路集成可满足未来多波传输架构的需求。     

硅基光子器件研究进展及其在光陀螺与光通信中的应用

光通信对高带宽要求的不断增强以及计算机芯片对高性能计算的不断需求刺激了硅基光子器件的发展,使之向集成化、低成本方向发展,并取得了一系列重要的理论和技术突破.综述了近期硅光子器件如硅基光源、放大器、光调制器的最新研究进展,并对现有技术在未来光陀螺及光通信中的应用进行了分析和设计.设计了一种三维有源谐振环结构以实现全集成化的谐振式光波导陀螺,展示了硅基光子器件在光陀螺及光通信应用等方面的广阔前景.     

智能硅基多维复用与处理芯片

全面综述了硅基光子单一维度和多个维度的复用与处理,梳理了智能硅基光子集成器件的发展过程。智能硅基多维复用与处理芯片能充分开发和利用光子多维度资源,并能结合硅基光子集成芯片的优势,有望为解决光通信新容量危机和新能耗危机提供核心光电子支撑技术和芯片,从而为实现光通信可持续发展和其他相关应用提供潜在芯片级集成化解决方案。     

硅基集成光子器件先进设计方法

硅基集成光子器件具有体积小、集成度高的突出优势,在光通信、数据中心光互连等领域具有广阔应用前景。然而,硅基波导耦合器件尺寸相对较大、工作带宽和工艺容差受限。硅基多模路由光子器件设计还面临挑战。文章介绍了近年来发展起来的两种硅基集成光子器件先进设计方法：绝热捷径法和变换光学方法,简要阐述其物理原理,并展示在硅基集成光子器件设计中的典型应用。     

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.     

光集成的研究热点及光集成器件研究进展

近几年来,全球及国内光通信行业得到了长足的发展,光通信正向高速、大容量、宽带、长距离及低成本方向迅速发展。光器件和光电器件的集成化是光通信最重要的核心技术,而它的发展方向就是光集成(PIC)和光电集成(OEIC)。     

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。