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硅基二氧化硅波导阵列相位控制芯片 被引量:6
1
作者 颜跃武 安俊明 +6 位作者 张家顺 王亮亮 李建光 王红杰 吴远大 尹小杰 王玥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1-8,共8页
设计并制作了硅基二氧化硅波导阵列相控芯片,该芯片由分束单元、相位调制单元、输出波导阵列三部分构成,分束单元采用三级1×2的光分束器级联而成,相位调制单元采用热光调制方式,输出部分包含8根密集阵列波导.8根波导输出的光在远... 设计并制作了硅基二氧化硅波导阵列相控芯片,该芯片由分束单元、相位调制单元、输出波导阵列三部分构成,分束单元采用三级1×2的光分束器级联而成,相位调制单元采用热光调制方式,输出部分包含8根密集阵列波导.8根波导输出的光在远场发生干涉,形成扫描光束,加电后通过二氧化硅热光效应,折射率变化0.027%(0.000 4)时,扫描光束偏转5.5°.该波导相控阵列采用2.0%超高折射率差的硅基二氧化硅波导为材料,经等离子体增强化学气相沉积法进行材料生长及退火,再经电感耦合等离子体干法刻蚀技术进行刻蚀,最后切割抛光制作而成.测试结果表明,静态下该芯片8条输出阵列波导形成清晰干涉光斑,在电压达到130V时,热调制相位后,光斑移动5.5°. 展开更多
关键词 光子器件 光学相控阵 二氧化硅 热光调制 不等间距波
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硅基二氧化硅20通道循环型阵列波导光栅制备 被引量:2
2
作者 张家顺 安俊明 +3 位作者 孙冰丽 陈军 胡炎彰 单崇新 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期233-242,共10页
采用硅基二氧化硅材料,针对G.698.4标准,设计并制作了适用于5G前传的20通道循环型阵列波导光栅,通道间隔为100 GHz。相较于传统的周期性阵列波导光栅结构,采用的2×20循环型阵列波导光栅结构可实现通道波长的严格对准,且插损均匀性... 采用硅基二氧化硅材料,针对G.698.4标准,设计并制作了适用于5G前传的20通道循环型阵列波导光栅,通道间隔为100 GHz。相较于传统的周期性阵列波导光栅结构,采用的2×20循环型阵列波导光栅结构可实现通道波长的严格对准,且插损均匀性更高。另外,采用指数型锥形波导取代矩形多模干涉结构以实现阵列波导光栅通带平坦化,减小因波导结构上的突变带来的损耗,且不带来光谱性能的恶化。通过机械补偿无热封装后,制备的20通道循环型阵列波导光栅模块损耗约为5.5 dB,在-40℃/25℃/80℃三温温度变化时,波长偏移量在-40~80 pm范围内。该无热模块具有小型化、低成本、大规模化生产的优势,可广泛应于5G前传网络。 展开更多
关键词 光波 阵列波光栅 二氧化硅 5G前传 无热封装
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基于MZI结构的二氧化硅波导模式选择开关 被引量:1
3
作者 岳建波 孙小强 +5 位作者 王曼卓 孙朝阳 姚振涛 张越 王菲 张大明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期181-188,共8页
设计并且制备了一种基于马赫-曾德尔干涉仪结构的二氧化硅波导模式选择开关。该器件由不对称定向耦合器及金属电极组成。通过金属电极产生的热场改变单模波导中的模式相位,实现了单模波导中E00模式向多模波导中E10模式的转换。器件采用... 设计并且制备了一种基于马赫-曾德尔干涉仪结构的二氧化硅波导模式选择开关。该器件由不对称定向耦合器及金属电极组成。通过金属电极产生的热场改变单模波导中的模式相位,实现了单模波导中E00模式向多模波导中E10模式的转换。器件采用标准CMOS工艺制备,在调制臂两侧引入空气槽,提高热场调制效率,降低开关功耗。实验结果表明,当输入E00模式时,输出端的串扰小于−17.13 dB,消光比大于16.7 dB;当输入E10模式时,输出端的串扰小于−19.84 dB,消光比大于22.5 dB。模式开关的上升时间和下降时间分别为0.7 ms和1 ms。该模式选择开关在模分复用系统中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 模式开关 二氧化硅 光波器件 MZI 热光开关
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硅基光波导结构与器件
4
作者 刘育梁 王启明 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期65-71,共7页
简要评述硅基光波导的结构、工艺及其器件,包括低损耗的硅基光波导、电光波导器件、红外波导探测器。
关键词 光波 工艺 器件
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硅基混合表面等离子体纳米光波导及集成器件 被引量:9
5
作者 管小伟 吴昊 戴道锌 《中国光学》 EI CAS 2014年第2期181-195,共15页
总结并展望了硅基混合表面等离子体纳米光波导及集成器件方面的理论和实验研究工作。首先介绍了几种硅基混合表面等离子体纳米光波导结构,其尺寸可小至100 nm以下,而传播长度达100μm量级;其次介绍了基于硅基混合表面等离子体纳米光波... 总结并展望了硅基混合表面等离子体纳米光波导及集成器件方面的理论和实验研究工作。首先介绍了几种硅基混合表面等离子体纳米光波导结构,其尺寸可小至100 nm以下,而传播长度达100μm量级;其次介绍了基于硅基混合表面等离子体纳米光波导的功分器、偏振分束器和谐振器等集成器件,其尺寸为亚微米量级;最后探讨了硅基混合表面等离子体纳米光波导与硅纳米线光波导的耦合及对其进行增益补偿。 展开更多
关键词 光波 集成器件 表面等离子体 纳米线
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基于体硅微机械工艺的光波导器件封装技术 被引量:2
6
作者 刘东栋 胡海波 +2 位作者 唐衍哲 丁纯 王跃林 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期531-534,共4页
光纤和光波导的耦合封装问题是实现集成光学器件实用化的关键技术。本文在分析了光纤和光波导端面耦合损耗产生原因的基础上 ,选择光纤定位槽作为封装载体 ,并且比较了不同晶向硅各向异性腐蚀出的定位槽作为封装载体的优劣。
关键词 耦合 封装 各向异性腐蚀 光波器件 微机械工艺
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硅基光波导材料的研究 被引量:3
7
作者 陈媛媛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期811-816,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 光波材料 聚合物 SIO2 SOI
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基于介电常数近零态和铟锡氧化物集成硅基波导的电光半加器 被引量:1
8
作者 梁志勋 许川佩 +2 位作者 朱爱军 胡聪 杜社会 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1001-1013,共13页
为了解决传统电光混合运算逻辑单元速率低、功耗高、尺寸大等问题,以实现电光混合高速运算,本文设计了一种基于介电常数近零态(Epsilon-Near-Zero)和铟锡氧化物(ITO)薄膜电调控的集成硅基波导电光混合半加器。利用ITO激活材料薄膜的电... 为了解决传统电光混合运算逻辑单元速率低、功耗高、尺寸大等问题,以实现电光混合高速运算,本文设计了一种基于介电常数近零态(Epsilon-Near-Zero)和铟锡氧化物(ITO)薄膜电调控的集成硅基波导电光混合半加器。利用ITO激活材料薄膜的电调控特性实现了光路通断和交叉,从而实现了两位二进制数的半加法功能,通过3D-FDTD模拟仿真对器件模型结构参数进行了优化设计。仿真实验结果表明,当施加电压为0 V和2.35 V时,器件能够完成光信号逻辑控制。电光混合半加器工作在1550 nm波长时,其插入损耗为0.63 dB,消光比为31.73 dB,数据传输速率为61.62 GHz,每字节消耗能量为13.44 fJ,整个半加器尺寸小于21.3μm×1.5μm×1.2μm。该器件具有结构紧凑、插入损耗低等特点,为高速电光混合光学逻辑器件及半加器设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 光电子学 电光半加器 介电常数近零态 耦合模理论 铟锡氧化 光波
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硅基光波导中啁啾高斯脉冲在反常色散区的传输特性 被引量:1
9
作者 王红玉 贾维国 +1 位作者 刘振 门克内木乐 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2021年第1期105-111,共7页
本文利用激光脉冲在硅基光波导(SOI)中传播时满足的非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶变换,数值模拟了硅基光波导中啁啾高斯脉冲在反常色散区的传播特性.通过模拟发现,三阶色散正负主要决定了脉冲的振荡波形性质,克尔效应与双光子吸收对... 本文利用激光脉冲在硅基光波导(SOI)中传播时满足的非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶变换,数值模拟了硅基光波导中啁啾高斯脉冲在反常色散区的传播特性.通过模拟发现,三阶色散正负主要决定了脉冲的振荡波形性质,克尔效应与双光子吸收对脉冲波形起调制作用,自由载流子效应则可以忽略.初始啁啾参数的正负存在影响了脉冲的振荡强弱变化和脉冲中心的漂移的趋势,并且无论是正啁啾还是负啁啾,脉冲振荡与漂移都随着啁啾的增大而更加剧烈,同时啁啾正向增大与负向增大,都将导致脉冲展宽越严重致主峰峰值越低. 展开更多
关键词 光波 高斯脉冲 啁啾 反常色散区
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类电磁诱导透明效应在硅基微环谐振腔中的实现与优化 被引量:8
10
作者 王永华 韦丽萍 +4 位作者 臧俊斌 崔丹凤 李艳娜 刘耀英 薛晨阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期28-32,共5页
为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应,设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理,利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号,观测到... 为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应,设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理,利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号,观测到了类电磁诱导透明效应.分析了两环间不同间距对类电磁诱导透明效应的影响,结果表明:工艺中单环Q值达到5.1×104,类电磁诱导透明效应透明峰的带宽约为500MHz. 展开更多
关键词 集成光学 光波 氧化退火 垂直光栅耦合 类电磁诱透明 微环谐振腔 绝缘体上
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硅基光电集成材料及器件的研究进展 被引量:1
11
作者 韦文生 张春熹 +1 位作者 周克足 王天民 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第5期31-35,共5页
以硅基光电集成回路为主线,综述了不同的硅基光波导材料的制备技术和硅基光波导的制作工艺及其对光传输损耗的影响。分析了硅基光波导与锗硅光探测器集成用两种不同的耦合方式,阐明了波导与探测器集成的机理及设计理论基础。归纳出硅基... 以硅基光电集成回路为主线,综述了不同的硅基光波导材料的制备技术和硅基光波导的制作工艺及其对光传输损耗的影响。分析了硅基光波导与锗硅光探测器集成用两种不同的耦合方式,阐明了波导与探测器集成的机理及设计理论基础。归纳出硅基键合激光器的四种技术方案,指出其共同优点是克服材料异质外延引起的晶格失配和热膨胀非共容,对实现OEIC行之有效。 展开更多
关键词 光电集成材料 光电集成器件 光波材料 制备技术 光波 光传输损耗 光探测器 耦合方式
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硅基底薄膜波导在VLSI光互连中的应用研究 被引量:2
12
作者 祖继锋 耿完桢 +3 位作者 洪晶 余宽豪 严金龙 陈学良 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 1992年第6期1-4,共4页
关键词 光波 超大规模 集成电路
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介质光波导器件的最近动向
13
作者 李玉善 《液晶与显示》 CAS CSCD 1990年第4期1-4,共4页
1.引言近年来,对集成光路进行的研究更加活跃。与前几年相比,无论是单元件或集成器件的性能都有显著改善。这里主要列举了作为基板材料在集成光路的光控制机能器件中,被广泛使用的LiNbO<sub>3</sub>和LiTaO<sub>3<... 1.引言近年来,对集成光路进行的研究更加活跃。与前几年相比,无论是单元件或集成器件的性能都有显著改善。这里主要列举了作为基板材料在集成光路的光控制机能器件中,被广泛使用的LiNbO<sub>3</sub>和LiTaO<sub>3</sub>晶体。这两种材料属于三角晶系3m晶体,具有光学双折射性。LiNbO<sub>3</sub>的寻常光折射率大于非寻常光折射率是负单轴晶体,LiTaO<sub>3</sub>则是正单轴晶体。它们具有很好的电光和声光特性。到目前为止,LiNbO<sub>3</sub> 展开更多
关键词 光波器件 集成光路 折射率分布 板材料 三角晶系 单轴晶体 单元件 开关电压 起偏器
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光波导放大器用材料的研究进展 被引量:1
14
作者 潘瑞琨 章天金 +1 位作者 严小黑 张柏顺 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期28-30,38,共4页
回顾了3种光放大器的工作原理、应用现状,分析了4类主要的光波导放大器用材料的性能、特点和研究现状。分析表明,非氧化物玻璃和硅基光波导材料对研制光波导放大器有很好的应用潜力。
关键词 全光通信 光放大器 材料 光波放大器 光波材料 氧化物玻璃 工作原理 现状 应用
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硅基光电子学中的SOI材料
15
作者 陈媛媛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期943-947,共5页
SOI材料是近年来应用于硅基光电子学中的一种重要的光波导材料。本文首先简要介绍了常见的SOI材料的制备方法,包括注氧隔离(SIMOX-SOI)、硅键合背面腐蚀(BE-SOI)和注氢智能剥离(Smart Cut)等,并比较了它们各自的特点和优劣。其次介绍了... SOI材料是近年来应用于硅基光电子学中的一种重要的光波导材料。本文首先简要介绍了常见的SOI材料的制备方法,包括注氧隔离(SIMOX-SOI)、硅键合背面腐蚀(BE-SOI)和注氢智能剥离(Smart Cut)等,并比较了它们各自的特点和优劣。其次介绍了SOI材料加工制造波导的基本工艺,包括光刻和刻蚀,其中刻蚀又分为干法刻蚀和湿法腐蚀。 展开更多
关键词 光电子学 SOI 光波材料 光波器件
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SiO_2平面光波导工艺中的反应离子刻蚀研究 被引量:3
16
作者 周立兵 罗风光 曹明翠 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期434-438,共5页
利用反应离子刻蚀工艺实现硅基SiO2 平面光波导的刻蚀 ,研究了不同刻蚀条件对刻蚀速率、刻蚀选择比、刻蚀侧壁光洁度等刻蚀结果的影响 ,并首次研究了分别以无定形硅与多晶硅作为SiO2 波导刻蚀掩膜对刻蚀垂直度的影响。利用改进的SiO2 ... 利用反应离子刻蚀工艺实现硅基SiO2 平面光波导的刻蚀 ,研究了不同刻蚀条件对刻蚀速率、刻蚀选择比、刻蚀侧壁光洁度等刻蚀结果的影响 ,并首次研究了分别以无定形硅与多晶硅作为SiO2 波导刻蚀掩膜对刻蚀垂直度的影响。利用改进的SiO2 反应离子刻蚀工艺 ,得到了传输损耗极低的SiO2 光波导。 展开更多
关键词 反应离子刻蚀 平面光波 SIO2 传输损耗 刻蚀速率 多晶 条件
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硅基光子集成芯片光纤陀螺 被引量:8
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作者 毛玉政 何建 +3 位作者 谢良平 万洵 崔志超 李艾伦 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期202-206,212,共6页
光纤陀螺用于敏感载体旋转角速率,是惯性导航系统的核心传感器之一。未来军用及民用领域对小体积、低成本的光纤陀螺需求巨大。利用光子集成芯片代替传统光纤分立器件,借助集成光学光刻工艺大规模批量生产的优势,降低生产成本,提高出货... 光纤陀螺用于敏感载体旋转角速率,是惯性导航系统的核心传感器之一。未来军用及民用领域对小体积、低成本的光纤陀螺需求巨大。利用光子集成芯片代替传统光纤分立器件,借助集成光学光刻工艺大规模批量生产的优势,降低生产成本,提高出货量,是光纤陀螺发展的重要方向。因此,在充分考虑目前国内微纳加工水平基础上,提出了一种工艺实现相对简单、可快速工程化的硅基光子集成芯片光纤陀螺设计方案。基于开环光纤陀螺架构,设计并加工了硅基光子芯片,实现了陀螺全部无源器件的片上集成,光子芯片尺寸约4 mm×3 mm;设计加工了四通道超细径保偏光纤阵列,实现波导与光纤多个耦合点的一次对准,大幅提高耦合封装效率;实现了光子集成芯片光纤陀螺样机25℃时零偏稳定性达到0.2°/h,性能优于相同结构的传统全光纤器件光纤陀螺。 展开更多
关键词 光纤陀螺 光子集成芯片 光波 超细径保偏光纤阵列
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光波导材料与制备
18
《中国光学》 EI CAS 1999年第2期54-54,共1页
TN252 99021064氮氧化硅光波导的制作途径、性质及应用=Technology,properties and application of SiON planaroptical waveguides[刊,中]/祖继锋(辽宁师范大学.辽宁,大连(116029)),余宽豪(上海冶金所微电子学分部.上海(200233))//半... TN252 99021064氮氧化硅光波导的制作途径、性质及应用=Technology,properties and application of SiON planaroptical waveguides[刊,中]/祖继锋(辽宁师范大学.辽宁,大连(116029)),余宽豪(上海冶金所微电子学分部.上海(200233))//半导体技术.—1998,(1).—10-13分析了硅基SiON光波导的工艺制作途径及其有关性能。根据实验结果,讨论了工艺中存在的问题。 展开更多
关键词 光波材料 氧化硅 辽宁师范大学 微电子学 体技术 工艺制作 途径 实验结果 上海
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光波导材料与制备
19
《中国光学》 CAS 2004年第6期43-43,共1页
TN252 2004064287 在硅片上沉积厚二氧化硅的火焰水解法研究=Research on the deposition of thick silica on silicon substrate by flame hydrolysis deposition[刊,中]/郜定山(中科院半导体所光电子研究发展中心.北京(100083)),... TN252 2004064287 在硅片上沉积厚二氧化硅的火焰水解法研究=Research on the deposition of thick silica on silicon substrate by flame hydrolysis deposition[刊,中]/郜定山(中科院半导体所光电子研究发展中心.北京(100083)),李建光…∥光学学报.—2004,24(9).—1279-1282 用火焰水解和高温烧结的方法在单晶硅基片上制备了厚SiO<sub>2</sub>和B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-SiO<sub>2</sub>光波导包层材料。并用扫描电镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)方法对其微观形貌和物相结构进行了观察和检测。重点对硅基片上沉积厚SiO<sub>2</sub>时的龟裂和析晶问题进行了深入研究。从扫描电镜照片可以看出,火焰水解法形成的SiO<sub>2</sub>粉末呈多孔的蜂窝状结构。这种粉末具有很高的比表面积,因而很容易烧结成玻璃。X射线衍射图谱表明。 展开更多
关键词 火焰水解法 二氧化硅 扫描电镜照片 光波材料 制备 射线粉末衍射 微观形貌 高温烧结 比表面积
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从GFP2011看硅光子学的进展
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作者 陈媛媛 余金中 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期971-975,共5页
半导体硅材料不仅是一种电子材料,也是一种合适的光子材料。成熟的微电子加工工艺更为硅光子学提供了坚实的技术基础。根据第八届Ⅳ族光子学国际会议的信息,文章综述了硅基光波导技术特别是SOI光波导技术研究的最新进展,着重介绍了光调... 半导体硅材料不仅是一种电子材料,也是一种合适的光子材料。成熟的微电子加工工艺更为硅光子学提供了坚实的技术基础。根据第八届Ⅳ族光子学国际会议的信息,文章综述了硅基光波导技术特别是SOI光波导技术研究的最新进展,着重介绍了光调制器、亚波长光栅、混合集成、封装以及波导加工等方面的新理念与新方法。 展开更多
关键词 SOI 光波 光子学 GFP2011
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