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oe1(光电查) - 科学论文

150 条数据
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  • 硅光子学特刊[本期导读]

    摘要： 硅作为电子平台已广为人知，1987年由索雷夫和贝内特首次深入探索其作为光学波导平台的潜力。光纤通信波长的光能以极高透射率穿过晶体硅。通过在绝缘体上硅晶圆的薄晶体硅层上蚀刻，可制成硅波导。由于硅的折射率远高于周围氧化物，这些波导可实现小于五微米的弯曲半径，从而制造出紧凑的分束器/合束器、滤波器和偏振元件。通过快速改变光路中硅的自由电子和空穴密度可制成高速光调制器，而在硅上外延生长锗并利用电连接的p-n结则可制成光电探测器。要完善光学集成平台，唯一缺失的是集成光源——由于硅和锗的间接带隙特性，这极具挑战性。尽管迄今尚未基于硅本身实现实用的电泵浦发光器件，但已有多项混合与异质解决方案见诸报道。

    关键词： 集成光源、混合与异构解决方案、光纤通信、硅光子学、光波导

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2018年IEEE超大规模集成电路技术研讨会 - 美国夏威夷檀香山（2018.6.18-2018.6.22）] 2018年IEEE超大规模集成电路技术研讨会 - 混合14纳米FinFET与硅光子技术实现低功耗Tb/s/mm2光学I/O

    摘要： 我们展示了一种微凸点倒装芯片集成的14nm鳍式场效应晶体管（FinFET）CMOS-硅光子（SiPh）技术平台，该平台支持具有1.6Tb/s/mm2带宽密度的超低功耗光I/O收发器。发射器结合了差分FinFET驱动器与硅环调制器，在0.015mm2占位面积内实现40Gb/s NRZ光调制，动态功耗为154fJ/比特。接收器集成了FinFET跨阻放大器（TIA）与锗光电二极管，在0.01mm2占位面积内实现40Gb/s NRZ光电检测，灵敏度为-10.3dBm，功耗为75fJ/比特。通过标准单模光纤（SMF）链路裕量下的1330nm波长环回实验，验证了高质量的数据收发性能。最后，我们演示了一款集成热控的4×40Gb/s、0.1mm2、带2dB波分复用（WDM）的发射器，使光I/O的传输速率能够大幅超越每根光纤100Gb/s的水平。

    关键词： 光互连、鳍式场效应晶体管、硅光子学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于硅基微环IQ调制器的单边带OFDM传输

    摘要： 我们通过基于片上硅光子微环的IQ调制器,实验演示了单边带正交频分复用(OFDM)信号的产生。对于宽带OFDM(15.7 GHz数据带宽和2.7 GHz保护带宽),实现了超过18 dB的边带抑制比。该31.4 Gb/s信号在20公里标准单模光纤上传输后,误码率低于前向纠错阈值。虽然此类硬件已能产生单边带连续波信号,但这是首次在单边带载波上实现稳定的数据传输。

    关键词： 硅光子学、单边带、正交频分复用、微环调制器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [2019年IEEE第16届第四组光子学国际会议(GFP) - 新加坡, 新加坡 (2019.8.28-2019.8.30)] 2019年IEEE第16届第四组光子学国际会议(GFP) - 非易失性氧化铟锡电光开关

    摘要： 给定文本中未提供该论文的摘要。

    关键词： 非易失性、硅光子学、氧化铟锡、电光开关

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • III-V族量子点激光器在硅衬底上外延生长的最新进展

    摘要： 过去几十年间，众多高性能硅（Si）光子器件已被成功研制。作为光子学平台，硅近年来重新受到关注。由于III-V族化合物具有无与伦比的光学特性，高效硅基III-V量子点（QDs）激光器长期以来都是半导体科学家追求的目标。尽管III-V材料与硅的材料差异阻碍了单片集成技术的发展长达三十余年，但在2000年代取得了重大突破。本文综述了近年来在倾斜硅衬底和轴向硅（001）衬底上外延生长各类III-V量子点激光器的最新进展，并将阐明单片生长的基本挑战以及量子点的卓越特性。

    关键词： 量子点、硅光子学、半导体激光器、外延生长

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 硅基异质集成III-V族激光器的最新进展

    摘要： 由于间接带隙的特性，广泛应用的硅CMOS在发光方面效率极低。硅激光器的集成被视为实现全硅光子学应用的"珠穆朗玛峰"。主要挑战在于材料异质性导致的器件性能下降。我们将简要概述硅基集成III-V族激光器的最新进展，重点介绍实现异质直接键合/粘接的方法及相关光耦合结构，并精选评述近年来用于光谱学、传感、计量和微波光子学等新兴领域的代表性新型异质集成硅激光器，包括DFB激光器阵列、超密集梳状激光器和纳米激光器。最后将讨论异质集成方法面临的挑战与机遇。

    关键词： 硅光子学、异质集成、集成电路、激光器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [2019年IEEE国际光学MEMS与纳米光子学会议(OMN) - 韩国大田(2019.7.28-2019.8.1)] 2019年国际光学MEMS与纳米光子学会议(OMN) - 基于硅光子MEMS驱动波导中受抑全内反射的快速开关技术

    摘要： 我们提出了一种基于全内反射（TIR）和受抑全内反射（F-TIR）的开关概念，采用完全兼容硅光子技术的MEMS可移动波导。该开关元件可实现大规模光子开关。

    关键词： MEMS开关、硅光子学、光交换、数据中心网络

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于绝缘体上硅的紧凑型石墨烯等离子体槽光电探测器，具有高响应度

    摘要： 石墨烯具有卓越的电光特性，因此是光电探测器等单片光子器件的理想候选材料。然而，这种原子级薄层材料与笨重光子元件的集成通?；岬贾鹿?石墨烯相互作用微弱，需要较长的器件长度，从而限制电光性能。相比之下，我们在此展示了一种基于绝缘体上硅平台的等离子体狭缝石墨烯光电探测器，在仅5微米的短器件长度下实现了0.7安/瓦的高响应度。我们发现最大光电流（因而最高响应度）与狭缝宽度成反比。通过双光刻步骤，我们实现了15纳米的窄狭缝，其单位器件长度的响应度比光子石墨烯光电探测器高出30倍。此外，我们揭示了在这种超短沟道石墨烯光电探测器中，背栅静电效应被接触诱导的沟道掺杂贡献所掩盖，导致准电荷中性状态——这既解释了此前未见的基于光伏的最大光电流相对于石墨烯狄拉克点的偏移，也说明了观测到的非双极传输现象。这种微米级紧凑且吸收高效的光电探测器可为下一代光子器件提供短载流子路径，同时也是研究石墨烯光电子学中短沟道载流子物理的理想平台。

    关键词： 等离子体激元学、光伏效应、石墨烯、光电探测器、热释电效应、硅光子学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 在锗衬底上实现高质量InGaAs/GaAs量子点生长及通过异位离子注入改善光学性能

    摘要： 过去二十年来，在硅（Si）或锗（Ge）等非本征衬底上外延生长III-V族异质结构是极具前景的研究课题之一。极性III-V族半导体与非极性衬底（Si或Ge）之间的界面在单片集成中起着关键作用。由于锗与砷化镓的晶格常数和热膨胀系数失配度较低，人们期待在锗衬底上实现外延砷化镓生长。因此，在锗衬底上高质量生长III-V族半导体异质结构将突破硅光子学的障碍——通过采用硅基锗渐变层即可实现光电器件结构的单片集成。本研究探索了在锗衬底上外延生长多层InGaAs/GaAs量子点异质结构，并将其光学与结构特性与生长在砷化镓衬底上的量子点进行对比。借助光致发光（PL）和时间分辨光致发光（TRPL）技术分析了所有样品的光学特性，通过截面透射电镜（XTEM）图像观察量子点形貌。研究发现：采用超晶格缓冲层（SLB）的锗衬底量子点展现出更优的光学特性（PL峰值波长、激活能、载流子寿命），且该结构能有效抑制异质结构中的缺陷与位错。此外，通过离位氢离子注入使PL强度提升两倍、激活能增加24 meV，其数值已接近砷化镓衬底生长量子点异质结构的水平。

    关键词： 光致发光、分子束外延、时间分辨光致发光、硅光子学、量子点、离子注入

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 基于差分进化算法利用强度电光调制器产生光学频率梳

    摘要： 集成光子学是实现高性能下一代信息通信技术和传感设备的一条前景广阔的途径。尽管光纤封装或许是低成本光子器件最常被讨论的障碍，但电子-光子集成和热稳定性也是需要妥善处理的重要设计考量。我们以最先进的硅光子光网络单元为例，阐述了光子封装领域的一些关键挑战与解决方案。具体而言，我们描述了一种用于光子集成电路与电子集成电路面对面三维（3D）集成的新型焊料回流键合工艺，探讨了当前及未来的多通道光纤对准技术，并研究了稳定光子器件温度的热电制冷器的性能系数。光子封装的挑战在于，在小型化器件上同时满足这些电气、光学和热设计要求，同时为可扩展的商业化实施开辟道路。

    关键词： 硅光子学、集成光学、光子封装、光电子学

    更新于2025-09-23 15:19:57