前言

<正>随着光子技术在光纤通信、微波光子学、激光雷达、量子信息处理等领域的广泛应用,光子和光电子集成的重要性日益突显,成为解决相关应用面临的体积、功耗和成本瓶颈的关键。实际上,早在20世纪60年代就提出了集成光学的概念。受到集成电路(IC)技术的启发,提出了光子集成回路(PIC)和光电集成电路(OEIC)的概念,期望通过集成技术来增强光电子器件的性能,减小体积和功耗,并提高可靠性。然而,相比于集成电路芯片的迅猛发展,光子和光电子集成由于面临材料和工艺等一系列挑战,直到近十余年才实现突破。目前,大规模光子集成技术正在逐渐走向实用化。     

钢丝绳芯输送带切割装置设计及研究

在带式输送机输送带更换过程中,由于整条输送带过长,需要将旧输送带多次切割。传统人工切割装置效率低、人工劳动强度大,且切割过程中会产生大量有毒气体。针对上述问题,设计了采用齿型切刀和盘型切刀的切割装置对输送带进行切割,并应用ABAQUS软件对切割过程进行动力学仿真,验证了该切割装置的可行性;应用RecurDyn软件分析了双蜗杆与单蜗轮齿面的受力情况,结果表明双蜗杆结构能有效减小齿面受力,可延长切割装置使用寿命;进行了工业性实验验证,结果表明该切割装置可快速连续作业,与传统切割方式相比效率提升了94.5%。     

应用于40Gb/s高速热沉的匹配电阻研究

针对40Gb/s高速过渡热沉阻抗匹配的要求,对基于Ta2N薄膜的匹配电阻制作工艺进行了系统研究.根据过渡热沉的等效电路模型,分析了Ta2N薄膜电阻与传输线电极间接触电阻对高频反射特性的影响,并通过理论仿真确定了热沉匹配电阻的容差范围.利用磁控反应溅射技术,制作出特性稳定、方阻可调的Ta2N电阻薄膜.通过优化高温退火条件,将电阻薄膜与金属电极间的比接触电阻率降至10-6Ω.cm2量级.在此基础上,制作出了性能良好稳定、可应用于40Gb/s光电子器件封装的高速过渡热沉.     

应用于数字和模拟光通信的高速电吸收光调制器

An electro-absorption （EA） modulator is one of key components for optical fiber communications due to the high speed, small size, low voltage and integration ability with other semiconductor devices. A 40 Gb/s InGaAsP/InP multiple-quantum-well （MQW） EA modulator monolithically integrated with a semiconductor optical amplifier （SOA） was fabricated for digital communications. The modulator capacitance was reduced to obtain 40 GHz bandwidth, and the SOA section helped reduce the insertion loss from 18 dB to 3 dB. InGaAlAs/InP MQW EA modulators have also been fabricated and characterized for analog optical fiber communications. A low driving voltage of 2.7 V and high spurious free dynamic range of 107 dB·Hz^2/3 were estimated by static and dynamic measurements.     

InP材料直接键合技术

研究了 In P/In P的直接键合技术 ,给出了详细的 In P/In P键合样品的电特性随健合工艺条件变化的数据 ,在低于 6 5 0℃的键合温度下实现了 In P/In P大面积的均匀直接键合 ,获得了与单晶 In P衬底相同的电特性和机械强度 .在器件的键合实验中也获得了成功 ,在 In Ga As P/In P多量子阱激光器结构的外延面上键合 p- In P衬底后制作的激光器激射特性良好 .     

氮化镓基高亮度发光二极管材料外延和干法刻蚀技术

通过对氮化镓(Gallium nitride,GaN)基蓝色高亮度发光二极管(High brightness light emitting diode,HB-LED)材料金属有机气相外延(Metal organic vapor phase epitaxy,MOVPE)生长技术的研究和优化以及在有源区内引入新型InxGa1-xN/GaN多量子阱(Multiple quantum wells,MQWs)结构,获得了高性能的HB-LED外延片材料.高分辨率X射线衍射(High resolution X-ray diffraction,HR-XRD)和变温光致荧光谱(Temperature dependent photoluminescence spectra,TD-PL Spectra)测量表明外延材料的异质界面陡峭,单晶质量优异,并由变注入电致荧光谱(Injection dependent electroluminescence spectra,ID-EL spectra)测量获得:HB-LED芯片的峰值发光波长在注入电流为2 mA至120 mA变化下蓝移量小于1 nm,电致荧光谱的半高全宽值(Full width hlf maximum,FWHM)在注入电流为20 mA时仅为18 nm.此外,还介绍了GaN基材料感应耦合等离子体(Inductivelycoupled plasma,ICP)干法刻蚀技术.考虑实际需要,本文作者开发了AlGaN/GaN异质材料的非选择性刻蚀工艺,原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)观察得到AlGaN/GaN刻蚀表面均方根粗糙度RMS仅为0.85nm,与外延片的表面平整度相当.还获得了AlGaN/GaN高选择比的刻蚀技术,GaN和AlGaN的刻蚀选择比为60.     

多波长集成光源阵列封装用微波馈线设计

针对多波长集成光源阵列封装设计了一种具有低传输损耗、低串扰的阵列微波馈线。通过分析微带线和接地共面波导在传输高频微波信号时的优缺点,设计了一种桥型微波馈线结构。同时利用有限元法,对馈线尺寸参数进行仿真优化。在30GHz范围内,得到了反射系数低于-17dB、传输损耗小于0.4dB、相邻信号电极间串扰小于-26dB的仿真结果。设计了基于金线键合的阵列芯片方案,并通过有限元法仿真确定了传输性能良好的封装间距。     

基于同一外延层结构的10Gb/s单片集成光发射模块

利用同一外延层集成工艺方法制作了10Gb/s电吸收调制器/分布反馈(DFB)半导体激光器单片集成光发射模块.在器件中引入增益耦合机制以提高单模成品率,并采用感应耦合等离子体干法刻蚀技术以降低调制器电容.集成器件阈值电流为12mA,在-2V偏置时的消光比为15dB,器件的小信号调制带宽超过10GHz.在10Gb/s调制速率下经过35km单模光纤传输后,误码率为10-12时的功率代价小于1dB.     

倒装焊对探测器频响特性影响的理论分析及工艺优化

针对光探测器在倒装焊过程中频响性能恶化的问题,建立等效电路模型分析出其原因,并通过优化倒装焊工艺条件予以有效解决。该电路模型包括探测器芯片、过渡热沉和倒装焊环节三个部分。基于倒装焊后探测器的S11参数和频响曲线提取出倒装焊环节特征参数,确认焊点接触电阻过大是引起探测器频响下降的主要原因。通过优化倒装焊工艺条件,有效减小了焊点接触电阻,基本消除了倒装焊对探测器频响特性的影响。     

某高校老校区门柱搬迁设计与施工

本文介绍了在某高校大门柱的搬迁工程中，运用托换技术分三步将型钢植入门柱基础部位砖混结构中，成功地将原结构基础部位一定高度内的砖砌体置换出来，改变了结构传力路径，实现了本构筑物在根部的分离，并通过在门柱外部焊接钢结构框架，设置吊装点，满足吊装要求，最终顺利地实现了搬迁。