用于10Gbit/s传输的对接集成DFB-LD/EA-MD光源

报道了用于10Gbit/s传输的DFB激光器和EA调制器对接集成器件的设计、制作和器件特性.工作主要集中于两个方面:提高激光器和调制器间的光学耦合;通过减小调制器电容提高调制带宽.集成器件显示出了良好的静态和高频特性:阈值电流典型值为15mA,最小值为8mA;100mA激光器偏置电流下,输出功率大于10mW;对消光比、电学回波损耗和调制带宽进行了测试,3dB带宽的测量值超过10GHz.     

非制冷红外热像仪的Petzval型物镜的研制与分析

研制了应用在长波红外热成像中的Petzval型物镜,工作波段为8～12 μm,F数为1,焦距为90 mm,视场为12.6°,空间分辨率为0.5 mrad,透镜材料均为Ge.使用折/衍混合器件作为色差校正器件代替1片负透镜,光学器件的重量从0.50 kg减轻到0.38 kg,衍射面采用金刚石车削技术进行加工.利用Video光学调制传递函数仪对系统性能进行了检测,检测值的下降不超过设计值的3%.分析了衍射器件的衍射效率对调制传递函数的影响.     

亚微米硅基波导光学相位调制器的优化分析

建立了基于注入式PIN结构的亚微米硅基波导光学相位调制器模型,对该调制器模型的光学特性和电学特性进行了理论分析和仿真,确定了器件的单偏振单模条件。在此条件下,重点分析并讨论了在不同结构参数与掺杂条件下器件调制效率的变化特性。结果表明,通过减小外脊高、增大掺杂浓度、减小波导区到掺杂区的距离、增大掺杂深度等均可有效提高器件的调制效率。在此基础上确定了器件的最优结构参数,结果表明其相位调制效率可达到19rad·V-1·mm-1,3dB带宽大于1GHz,同时该调制器还具有结构紧凑、工作电压低、易于集成的优点。     

采用微刀具的菲涅耳器件超精密制造方法

菲涅耳器件是红外传感器等领域不可或缺的高性能光学元件.其高效和高精度的制造方法是目前研究的重点.文中借助单点金刚石切削技术实现菲涅耳器件加工,采用半圆头型刀具有效减小不可切削区域,并基于聚焦离子束微加工方法进行微刀具制备.对所提出方法的关键技术和制造工艺进行了详细论述.对不同应用领域的两类菲涅耳器件进行加工实验.并建立光学测试平台进行光学性能分析.实验结果表明:所提出的方法可满足菲涅耳器件的应用需求.     

与光谱色散匀滑技术联用的衍射光学器件的优化设计

基于空间频谱,对光谱色散匀滑(SSD)技术与衍射光学器件(DOE)联用的焦面光强分布进行了严格的理论分析。与光谱色散匀滑技术联用前后,衍射光学器件焦面光强分布均可转化为一系列不同频率、不同复振幅的正余弦函数的叠加。光谱色散匀滑技术对衍射光学器件焦面光强分布空间频谱进行调制,该调制不仅与光谱色散匀滑参数,还与衍射光学器件相位分布有关。该技术使得衍射光学器件焦面光强分布变得更平缓,但要获得良好的联用性能,需根据光谱色散匀滑参数进行衍射光学器件的优化设计。在某一给定的光谱色散匀滑参数条件下,进行了衍射光学器件的优化设计。结果表明,与光谱色散匀滑技术联用后,衍射光学器件对入射波前畸变的宽容度有较大提高。     

与标准CMOS完全兼容的硅基LED器件模拟

采用工业标准 0 6 μmCMOS工艺设计了以反向击穿硅 p n结为基础的光发射器件 .讨论了该器件的光发射机理 .利用商业模拟软件对器件的工作特性进行了模拟 ,包括器件的正向和反向I V特性、p区掺杂浓度对击穿电压的影响以及门电压对器件发光强度的调制特性的影响等 .结果表明该器件是一种很有前途的硅发光器件 ,在光互连等领域具有广阔的应用前景.     

与标准CMOS完全兼容的硅基LED器件模拟

采用工业标准0.6μm CMOS工艺设计了以反向击穿硅p-n结为基础的光发射器件.讨论了该器件的光发射机理.利用商业模拟软件对器件的工作特性进行了模拟,包括器件的正向和反向I-V特性、p区掺杂浓度对击穿电压的影响以及门电压对器件发光强度的调制特性的影响等.结果表明该器件是一种很有前途的硅发光器件,在光互连等领域具有广阔的应用前景.     

硅基微环光学调制器动态特性模拟与分析

建立了硅基微环光学调制器特性模型,利用一种动态分析方法对器件的调制特性进行了模拟与分析。该动态分析方法将动态过程(时域)离散化,具有易于计算机编程的特点。利用该方法研究了环内相位调制与耦合调制方式下器件的光谱特性及调制带宽,对其调制机理进行了解释与分析,并重点对两种调制方式的啁啾特性、调制效率、调制深度,以及调制带宽等性能进行了详尽的分析对比。研究对于高性能硅基微环光学调制器的实现及应用具有一定的理论指导意义。     

光学微腔相位调制解调技术分析及实现

理论分析了相位调制的原理及锁相放大器的解调原理。利用多光束干涉原理对微腔的谐振特性进行了分析并对其及环形谐振腔进行了相位调制解调仿真分析。设计搭建了基于光学谐振腔的相位调制解调系统。基于搭建的光学谐振腔的相位调制解调系统利用正弦波对微腔进行了调制解调测试, 得到了良好的测试结果并使用光纤环形谐振腔验证了调制解调系统及调制方法的可行性, 得到了光纤谐振腔的低频调制解调信号及边带调制解调信号, 为进一步研究光学谐振腔谐振点的跟踪锁定奠定了基础。     

光学微腔相位调制解调技术分析及实现

理论分析了相位调制的原理及锁相放大器的解调原理。利用多光束干涉原理对微腔的谐振特性进行了分析并对其及环形谐振腔进行了相位调制解调仿真分析。设计搭建了基于光学谐振腔的相位调制解调系统。基于搭建的光学谐振腔的相位调制解调系统利用正弦波对微腔进行了调制解调测试,得到了良好的测试结果并使用光纤环形谐振腔验证了调制解调系统及调制方法的可行性,得到了光纤谐振腔的低频调制解调信号及边带调制解调信号,为进一步研究光学谐振腔谐振点的跟踪锁定奠定了基础。     

Low Cost Acrylic-Based 1×2 Asymmetric Plastic Optical Fiber Coupler for Optical Code Generating Devices

An optical code generating device has been developed based on a 1×2 asymmetric plastic optical fiber(POF) coupler.The code generating device provides a unique series of output power which are successively used as an optical code in a portable optical access-card system.The device utilizing a tap-off ratio(TOFR) technique based on a simple variation of the tap width of an asymmetric Y-branch splitter,allows various ratios of optical power to be generated.The POF coupler has been fabricated using low cost acr...     

光栅光阀的应用、模拟技术和发展趋势

光栅光阀(GLV)是一种基于微机电系统技术的新型微型反射光栅,在静电力的作用下微梁弯曲,从而获得所需要的光强分布.讨论了GLV的原理,结合其特点给出GLV的典型应用;比较了两种常用的计算机模拟方法,最后讨论了GLV的发展新趋势.     

基于模拟退火的软X射线多层膜反射镜设计

基于模拟退火(SA)算法,对软x射线短波段中的几个波长的多层膜反射镜进行了优化设计,获得了它们的光学参数,包括多层膜反射镜的最佳周期厚度、最佳厚度比和峰值反射率,进而制作多层膜反射镜并在北京同步辐射装置上进行了反射率的实际测量。测量结果表明,该反射镜具有实用的反射率。这表明,SA方法适用于软x射线短波段多层膜反射镜的优化设计。     

12 W broad area semiconductor amplifier with diffraction limited optical output

Broad area travelling wave GaAlAs SQW optical amplifiers have been fabricated and characterised. Using a 600 mu m wide and 1000 mu m long double pass amplifier, 12 W of peak pulsed output power was achieved with a 0.08 degrees wide diffraction limited far-field lobe. Small signal gain of 31 dB was measured in 400 mu m wide active area device.<>     

蓝宝石衬底上槽栅型X波段增强型AlGaN/GaN HEMT

研制了一款X波段增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)。在3英寸(1英寸=2.54 cm)蓝宝石衬底上采用低损伤栅凹槽刻蚀技术制备了栅长为0.3μm的增强型AlGaN/GaN HEMT。所制备的增强型器件的阈值电压为0.42 V,最大跨导为401 mS/mm,导通电阻为2.7Ω·mm。器件的电流增益截止频率和最高振荡频率分别为36.1和65.2 GHz。在10 GHz下进行微波测试,增强型AlGaN/GaN HEMT的最大输出功率密度达到5.76 W/mm,最大功率附加效率为49.1%。在同一材料上制备的耗尽型器件最大输出功率密度和最大功率附加效率分别为6.16 W/mm和50.2%。增强型器件的射频特性可与在同一晶圆上制备的耗尽型器件相比拟。     

Radiation effects of e-beam fabricated submicron NMOS transistors

This paper reports radiation effects of submicron NMOS devices fabricated by e-beam lithography. This study was initiated because e-beam lithography creates neutral traps in the gate oxides of MOS devices, which may make these devices more sensitive to radiation. Indeed, we have found that for radiation doses above 10 Krad, the threshold shift for an e-beam fabricated device is twice that for the corresponding device made by optical lithography. However, with the submicron process used here the threshold shift for both types of device is quite low (<100mV below 10 Krad), Moreover, there was no correlation observed between radiation sensitivity and device gate length.     

基于ZnO-CuO纳米线结构的新型光电器件

为了获得高效的整流器件和微型短波长的发光器 件,采用原子层沉积(ALD)法和水浴法合成了具有 ZnO-CuO的结构器件。对制备的样品进行了光学和电学特性的检测,获得了22.79的整流比和17.69的理想 因子,且门限电压和整流比等特性随CuO厚度增加而减小。在光致发光(PL)特性上,具有 显著的由ZnO带电激发的385nm紫外光波峰,同时伴有由深能级散射 激发的572nm的可见光波峰,且随着CuO厚度的增加紫外光波峰减小 ,可见光峰变大。实验结果表明,本文制备的器件可以应用在纳米型二极管、光电探测器以 及微型光源等领域。     

The amorphous Si/SiC heterojunction color-sensitive phototransistor

An amorphous Si/SiC heterojunction color-sensitive phototransistor was successfully fabricated by plasma-enhanced chemical vapor deposition. The structure is glass/ITO/a-Si(n⁺-i)/a-SiC(p⁺-i-n⁺)/Al. The device is a bulk barrier transistor with wide-bandgap amorphous SiC emitter and base. The phototransistor revealed a very high optical gain of 40 and a response speed of 10 µs at an input light power of 5 µW and a collector current of 0.12 mA at a voltage of 14 V. The peak response occurs at 610 nm under 1-V bias and changes to 420 and 540 nm under 7- and 13-V biases, respectively.     

Monolithically integrated semiconductor LED-amplifier for applications as transceivers in fiber access systems

We have fabricated a monolithically integrated LED-amplifier chip for application as a high-power broad-band transmitter. Amplified LED output of 10 mW and fiber-coupled power of 4 mW was demonstrated. The device can be used as a spectrally-sliced transmitter for wavelength-division-multiplexed networks or as a broad-band transmitter in subcarrier multiple-access systems to eliminate optical beat interference. The amplifier section in the integrated device can also be used as a photodetector. The performance of the device as a transceiver in a WDM multiple-access system operating at a typically proposed local-access data rate of 10 Mb/s was successfully demonstrated.     

Characterization of a full encoder/decoder in the AWG configuration for code-based photonic Routers-part II: experiments and applications

A 200-gigachip/s multiple encoder/decoder in an arrayed waveguide configuration, which generates and recognizes simultaneously 16 optical labels in parallel, has been fabricated. The device has been experimentally characterized, and a 10-Gb/s 50-km optical packet switching (OPS) experiment has been successfully performed: Optical packets are switched to their own destinations using a single device with a processing rate of 13 gigapackets/s.