检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2024年第15期44卷 437-451页

作者：许维翰周林杰陈建平上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 上海交大-平湖智能光电研究院浙江平湖314200

以自动驾驶为代表的移动应用正在大力推动激光雷达向标准化和轻量化发展,新一代的固态激光雷达有望在芯片上单片集成,类似于电子芯片自由部署在智能传感平台上,大幅降低量产成本和应用门槛。在硅基平面波导集成平台上,利用半导体工艺并... 详细信息

以自动驾驶为代表的移动应用正在大力推动激光雷达向标准化和轻量化发展,新一代的固态激光雷达有望在芯片上单片集成,类似于电子芯片自由部署在智能传感平台上,大幅降低量产成本和应用门槛。在硅基平面波导集成平台上,利用半导体工艺并以光学相控阵为集成范式实现芯片化的固态激光雷达,不仅能够实现数字化的激光波束调控和软件定义的自适应扫描,而且能够最大限度地减少分立光学组件的高精度装调,提高系统在复杂工况下的可靠性。从光学相控阵的波束成形和波束扫描出发,对标自动驾驶激光雷达的典型应用需求,分析波导集成光学相控阵设计的理论参数和设计挑战,综述当前学界在大规模集成上的进展和突破,着重介绍激光扫描赋能、异质异构集成和指向混淆消除方面的工作,并对后续发展进行展望。

关键词：硅基光子集成光学相控阵可调激光器激光雷达

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高速信号调制电压自适应的微环调制器波长锁定技术

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光通信技术 2024年

作者：王涵张文甲姜越何祖源上海交通大学电子信息与电气工程学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室

由于光电器件制造工艺差异，微环调制器阵列中不同微环为了达到最佳调制效果，其所需高速信号调制电压各有差异，因此平均光功率与输入波长间关系可能会各不相同，从而各个微环的谐振波长锁定目标也不同。为了适应大规模微环调制器阵列... 详细信息

由于光电器件制造工艺差异，微环调制器阵列中不同微环为了达到最佳调制效果，其所需高速信号调制电压各有差异，因此平均光功率与输入波长间关系可能会各不相同，从而各个微环的谐振波长锁定目标也不同。为了适应大规模微环调制器阵列波长锁定的应用场景中不同调制电压带来的锁定目标差异，本文提出了一种高速信号调制电压自适应的微环调制器波长锁定技术，通过仿真和实验分析了高速信号调制电压对微环平均光功率与输入波长曲线的影响，并实验验证了基于STM32的调制电压自适应的波长锁定技术。

关键词：微环调制器波长锁定调制电压自适应平均光功率曲线光电融合

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散射光场调控方法及应用(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 92-113页

作者：倪枫超刘海港陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海200240 上海量子科学研究中心上海201315

波前整形方法通过改变入射光的相位模式分布来补偿由散射引起的相位畸变,使散射光子可以被有效地利用,从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将有害的散射介质变成可控的光学元件,实现光的定向传输、动态检测等功能,为其在各领域... 详细信息

波前整形方法通过改变入射光的相位模式分布来补偿由散射引起的相位畸变,使散射光子可以被有效地利用,从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将有害的散射介质变成可控的光学元件,实现光的定向传输、动态检测等功能,为其在各领域中的应用提供了一种强大的工具。本文在介绍光场散射特性及其调控方法原理的基础上,介绍了散射光场空间、偏振、频率、能量和轨道角动量等自由度的调控方法,随后重点介绍了散射光场调控在成像、通信、非线性光学、量子光学、光学检测、集成光学和光计算等领域的最新研究进展。

关键词：物理光学散射光场调控波前整形传输矩阵

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基于第一性原理的静水压对立方相CsPbBr3材料光电性质的影响

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 373-381页

作者：何薇武向农张毅闻上海师范大学信息与机电工程学院上海200234 上海师范大学数理学院上海200080

考虑到同一模型下立方相CsPbBr3材料的光电性质覆盖不全的问题,基于第一性原理深入研究了静水压对材料结构和光电性质的影响。研究结果表明:随着静水压从0增加到7 GPa,CsPbBr3的带隙从1.80 eV减小至0.74 eV,Cs—Br和Pb—Br的键长分别减... 详细信息

考虑到同一模型下立方相CsPbBr3材料的光电性质覆盖不全的问题,基于第一性原理深入研究了静水压对材料结构和光电性质的影响。研究结果表明:随着静水压从0增加到7 GPa,CsPbBr3的带隙从1.80 eV减小至0.74 eV,Cs—Br和Pb—Br的键长分别减小0.31?和0.22?,原子之间的耦合作用增强;当静水压为7GPa时,CsPbBr3的静态介电常数、静态折射率和静态反射系数分别增大8.7%、5.0%、12.0%,电子的跃迁程度和迁移速率增加;当CsPbBr3落在低能区时,静水压可以同时使介电函数虚部、消光系数、吸收系数、导电率和损失函数等参数的边缘能量从0.94eV减小到0.69eV,导电率增加17.7%,消光系数平均增加11.5%;当CsPbBr3落在高能区时,静水压可使损失函数平均增加20.6%;另外,在紫外可见光和近红外区域内静水压使得CsPbBr3的吸收系数分别提高为原始的1.1和4.7倍,对光的吸收能力增强。这些特性能够拓展材料的应用范围。

关键词：光电性质 CsPbBr3 第一性原理静水压

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基于同相正交调制光学频域反射仪的分布式多芯光纤矢量传感

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激光与光电子学进展 2023年第23期60卷 108-115页

作者：吕明星李新碗上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

针对传统光纤传感难以实现应变矢量感知的问题,设计并实验验证了基于同相正交(IQ)调制的光频域反射仪(OFDR)的多芯光纤应变矢量传感系统。使用IQ调制技术,实现了光源线性扫频,利用多芯光纤空间结构关系,在OFDR系统中获得了七芯光纤弯曲... 详细信息

针对传统光纤传感难以实现应变矢量感知的问题,设计并实验验证了基于同相正交(IQ)调制的光频域反射仪(OFDR)的多芯光纤应变矢量传感系统。使用IQ调制技术,实现了光源线性扫频,利用多芯光纤空间结构关系,在OFDR系统中获得了七芯光纤弯曲后的应变矢量信息。实验结果表明,当光源扫频范围990 MHz时,在87 m七芯光纤中,弯曲应变空间分辨率为28.35 cm。当光纤弯曲曲率为1.78 m^(−1)时,角度分辨率为29°。同时进一步通过仿真分析表明,当扫频范围提高到10 GHz时,理论上可以达到1.02°的角度分辨率,从而进一步提高系统性能。

关键词：光纤传感光频域反射仪应变矢量七芯光纤同相正交调制

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基于级联啁啾亚波长光栅辅助反向耦合器的超宽带可调滤波器

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光学学报 2022年第14期42卷 19-25页

作者：廖莎莎包航冯玉婷黄琮张伍浩赵帅刘真伟重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

宽带、可调滤波器被认为是突破信息处理技术瓶颈的关键器件之一,可以有效提升信息网络的传输容量和频谱效率。提出了一种基于级联啁啾亚波长光栅辅助反向耦合器的超宽带可调滤波器。该滤波器采用绝缘体上硅材料,通过在反向耦合器中使用... 详细信息

宽带、可调滤波器被认为是突破信息处理技术瓶颈的关键器件之一,可以有效提升信息网络的传输容量和频谱效率。提出了一种基于级联啁啾亚波长光栅辅助反向耦合器的超宽带可调滤波器。该滤波器采用绝缘体上硅材料,通过在反向耦合器中使用亚波长光栅和引入啁啾实现超宽带滤波,通过级联反向耦合器实现带宽可调。分析了反向耦合器的传输函数,提出了提高器件带宽的方法。采用单个反向耦合器结构可以实现带宽为64.07 nm,旁瓣抑制比大于10.5 dB,插入损耗约为0.60 dB的超宽带滤波器。通过级联该结构,可实现插入损耗为1 dB,带宽调节范围为44.30~48.92 nm的宽带可调滤波器。该宽带可调滤波器具有超大带宽、可调谐、矩形度高、尺寸小和可实现无中断传输等优势,能被广泛应用于光滤波和信息传输等领域中。

关键词：光栅集成光学器件光滤波器亚波长光栅

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薄膜铌酸锂多尖端端面耦合结构

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光学学报 2024年第11期44卷 115-122页

作者：王嘉毅蔡明璐李天怡张栩嘉陈建平吴侃上海交通大学电子信息与电气工程学院上海先进通信与数据科学研究院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计... 详细信息

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计可扩大端面处的模场,从而降低对加工精度的要求。在侧壁倾角62°和最小宽度150 nm的工艺条件下,理想的双尖端和三尖端结构分别在1550 nm波长处实现0.47 dB和1.04 dB的单端耦合损耗,且具有较大的工作带宽和对准容差。最后,结合多尖端耦合结构的制造和测试结果,分析薄膜铌酸锂芯片上端面耦合结构的优化方案,为进一步实现低损耗耦合结构奠定基础。

关键词：集成光学端面耦合逆锥形结构薄膜铌酸锂光子集成

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“下一代超100G光接入网关键技术”专题前言

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光通信研究 2024年第1期 5-6页

作者：义理林付松年张俊文张德智贺志学上海交通大学上海交通大学电子信息与电气工程学院上海交通大学电子工程系上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室广东工业大学复旦大学复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室中国电信集团中国电信研究院网络技术研究所接入网络研究中心 FSAN国际标准组织鹏城实验室光通信系统研究所

宽带光接入网作为“十四五”信息化建设的“新基建”之一,是夯实经济社会高质量发展的“基石”。随着下一代互联网、云计算、物联网、B5G/6G、4K/8K高清视频等新兴业务的蓬勃发展,光纤接入网作为人、物和云互联互通的“最后一公里”,正...

宽带光接入网作为“十四五”信息化建设的“新基建”之一,是夯实经济社会高质量发展的“基石”。随着下一代互联网、云计算、物联网、B5G/6G、4K/8K高清视频等新兴业务的蓬勃发展,光纤接入网作为人、物和云互联互通的“最后一公里”,正在演绎一场更高速率、更大容量、更灵活和更广覆盖范围的深刻变革。层出不穷的新兴业务,使得光纤接入网的带宽需求呈现巨大的增长,业务形态更加灵活,这对光接入网通信系统的础——物理层的传输性能提出了更高的要求。单通道50 Gbit/s无源光网络(PON)标准化研究工作已基本完成,光接入系统向着更大容量、更高速率的方向发展,低成本、广覆盖、高灵活度的单通道超100G接入技术将成为下一代光接入网的研究目标,需要进一步探索新型调制与解调、机器学习先进算法、相干探测与新型多址复用等技术在光接入网的应用。

关键词：

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硅基8×8光开关阵列芯片及高速驱动和校准电路研究

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光通信技术 2024年

作者：周堋昊陆梁军高伟李鑫陈建平周林杰上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交大平湖智能光电研究院

为满足高速光信号交换，本文设计并实现了基于拓展DLN结构的硅基8×8光开关阵列芯片，以及一套外围驱动控制电路和状态校准算法。该光开关阵列芯片分别通过热光效应与载流子色散效应来实现芯片初始状态校准与高速切换。通过采用推... 详细信息

为满足高速光信号交换，本文设计并实现了基于拓展DLN结构的硅基8×8光开关阵列芯片，以及一套外围驱动控制电路和状态校准算法。该光开关阵列芯片分别通过热光效应与载流子色散效应来实现芯片初始状态校准与高速切换。通过采用推挽驱动，降低了载流子吸收损耗，提升了开关单元的消光比，结合拓展DLN结构，有效降低了芯片的串扰。通过片上的光电探测器，结合外围驱动控制电路，并将校准算法部署在FPGA上，实现了芯片的快速状态校准，单个开关单元的校准时间低至36ms。该系统可以在较低的插入损耗和串扰的情况下实现～ns级的切换速度。通过实验测试，整个芯片在1310 nm波长处的片上插入损耗为～9dB，串扰为～-32dB，上升时间为17ns，下降时间为81ns。

关键词：光开关阵列马赫-曾德尔干涉仪驱动控制电路校准算法载流子色散效应

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面向集成光学陀螺的米量级光波导芯片

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光通信研究 2025年

作者：张钰明杜江兵左文龙张文甲何祖源上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室天津航海仪器研究所天津市量子精密测量技术重点实验室

【目的】光学陀螺仪在惯性导航、武器装备、航空航天等领域发挥着巨大作用，为满足随着目前无人机等小型化导航和控制应用对陀螺仪成本、尺寸、重量、功耗（C-SWaP）以及大规模制造能力要求的逐渐提高，本文面向干涉式集成光学陀螺方案... 详细信息

【目的】光学陀螺仪在惯性导航、武器装备、航空航天等领域发挥着巨大作用，为满足随着目前无人机等小型化导航和控制应用对陀螺仪成本、尺寸、重量、功耗（C-SWaP）以及大规模制造能力要求的逐渐提高，本文面向干涉式集成光学陀螺方案设计并制造了米量级无波导交叉的氮化硅传感光波导芯片。【方法】通过多模波导的优化设计降低波导侧壁粗糙度对传输损耗的影响，通过多模欧拉弯曲优化将每个弯曲半径仅为150 μm的90度弯曲波导的模式串扰由-11.8降低到-40.0 dB，额外损耗由0.300 0降低到0.002 5 dB，利用垂直耦合和端面耦合避免了波导交叉。【结果】最终在4.30 mm×1.73 mm的氮化硅芯片面积下集成了1.01 m长度的传感波导，最低损耗为1.63 dB/m，散粒噪声受限条件下该器件可支持干涉式集成光学陀螺实现0.21 deg/s探测灵敏度。【结论】展示了本设计在干涉式集成光学陀螺应用中的光明前景。

关键词：氮化硅光子集成集成光学陀螺

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