检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2023年第16期43卷 277-294页

作者：王成立蔡佳辰周李平伊艾伦杨秉承秦源浩张加祥欧欣中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

凭借优异的材料与光学特性,第三代半导体——碳化硅材料在集成光子学领域发展迅速并获得广泛关注。当前碳化硅材料正逐渐发展为可与CMOS工艺兼容的优异光子学材料平台。受益于高非线性系数和低光学损耗特性,碳化硅材料已广泛应用于多种... 详细信息

凭借优异的材料与光学特性,第三代半导体——碳化硅材料在集成光子学领域发展迅速并获得广泛关注。当前碳化硅材料正逐渐发展为可与CMOS工艺兼容的优异光子学材料平台。受益于高非线性系数和低光学损耗特性,碳化硅材料已广泛应用于多种片上非线性光学效应的实现,如高效二次谐波、快速电光调制和孤子光学频率梳产生等。同时与金刚石类似,碳化硅材料具有性能优异的二能级固体自旋色心,基于碳化硅色心与谐振腔的腔量子电动力学效应在近年来也得到广泛研究。综合近几年来国内外在碳化硅光子学上的研究现状,介绍碳化硅在集成非线性光学和集成量子光学领域中的最新研究进展,并就碳化硅光子学的未来发展趋势进行展望和讨论。

关键词：光子器件碳化硅非线性光子学量子光学集成光路

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自差分交流偏置超导纳米线单光子探测器

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物理学报 2022年第15期71卷 281-287页

作者：马璐瑶张兴雨舒志运肖游张天柱李浩尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100039

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能,在量子信息、激光雷达等方面有广泛的应用.通常,SNSPD工作在直流偏置下,在时域上具有自由运行探测的优点.而在卫星激光测距、单光子激光雷达等光信号到达时间有规律的应用场景中,使用... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其优异的综合性能,在量子信息、激光雷达等方面有广泛的应用.通常,SNSPD工作在直流偏置下,在时域上具有自由运行探测的优点.而在卫星激光测距、单光子激光雷达等光信号到达时间有规律的应用场景中,使用交流偏置有望提升器件运行速率、有效抑制背景暗计数,却存在信号读出困难的棘手问题.本文报道了自差分读出的交流偏置SNSPD系统,该系统包含两根并行排布纳米线构成的2-pixel SNSPD器件.给两根纳米线加载相同的100 MHz交流偏置信号,并对两路输出信号差分使噪声信号相抵消,实现光子响应信号的读出.基于该方法测得,响应信号的信噪比相比差分之前提升10倍,在交流偏置下器件的暗计数降低至直流偏置下的约1/4,计数率达到直流偏置下的约1.5倍.本文为交流偏置SNSPD测试提供了一种思路,为其应用提供参考数据.

关键词：超导纳米线单光子探测器交流偏置自差分读出

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利用InAs/GaAs数字合金超晶格改进InAs量子点有源区的结构设计

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物理学报 2023年第12期72卷 279-285页

作者：杜安天刘若涛曹春芳韩实现王海龙龚谦曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室曲阜273165 中国科学院上海微系统与信息技术研究所中科院太赫兹固态技术重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心北京100049

利用分子束外延技术,通过InAs/GaAs数字合金超晶格代替传统的直接生长InGaAs层的方式,在GaAs(100)衬底上生长了InAs量子点结构并成功制备了1.3μm InAs量子点激光器.通过原子力显微镜和光致荧光谱测试手段,对传统生长模式和数字合金超... 详细信息

利用分子束外延技术,通过InAs/GaAs数字合金超晶格代替传统的直接生长InGaAs层的方式,在GaAs(100)衬底上生长了InAs量子点结构并成功制备了1.3μm InAs量子点激光器.通过原子力显微镜和光致荧光谱测试手段,对传统生长模式和数字合金超晶格生长模式的两种样品进行了表征,研究发现采用32周期InAs/GaAs数字合金超晶格样品的量子点密度非常高,发光性能良好.通过与常规生长方式所制备激光器的性能对比,发现采用InAs/GaAs数字合金超晶格生长InAs量子点的有源区也可以得到高质量的激光器.利用该方式生长的InAs量子点激光器的阈值电流为24 mA,相应的阈值电流密度仅为75 A/cm^(2),最高工作温度达到120℃.InAs/GaAs数字合金超晶格既可以保证生长过程中源炉的温度保持不变,还可以对InGaAs层的组分实现灵活调控.不需要改变生长速度,通过改变InAs/GaAs数字合金超晶格的周期数以及InAs层和GaAs层的厚度,便可以获得任意组分的InGaAs,从而得到不同发光波长的激光器.这种生长方式对量子点有源区的结构设计和外延生长提供了新思路.

关键词：量子点半导体激光器分子束外延数字合金超晶格

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连续极紫外激光的产生

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科学通报 2024年第28期69卷 4209-4217页

作者：洪道彪刘中灏乔山中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料全国重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210

产生短波长的激光是激光技术中的一大瓶颈问题.目前可用的桌面极紫外(extreme ultraviolet,EUV)激光都是通过多光子过程产生的,效率较低,并且无法产生连续短波长极紫外激光.通过高压直流放电激发产生的亚稳态氦原子与连续近红外(near-in... 详细信息

产生短波长的激光是激光技术中的一大瓶颈问题.目前可用的桌面极紫外(extreme ultraviolet,EUV)激光都是通过多光子过程产生的,效率较低,并且无法产生连续短波长极紫外激光.通过高压直流放电激发产生的亚稳态氦原子与连续近红外(near-infrared,NIR)激光结合泵浦的方式可以产生波长为58.4 nm的连续极紫外激光.该过程为单光子相关的反斯托克斯拉曼散射(anti-Stokes Raman scattering,ASRS).连续极紫外激光的光通量可以接近目前同步辐射在该波段的数值,并且其拥有与泵浦的近红外激光近乎相同的发散度,显示了其受激特性.该光源有望抑制光电子能谱测量中的空间电荷效应.目前连续极紫外激光的强度在气压合适的情况下,随着放电激发功率、泵浦激光注入功率的升高而升高.本文结果为单光子过程上转换产生桌面连续极紫外激光提供了一种可能的方法.

关键词：极紫外激光单光子过程反斯托克斯拉曼散射连续激光光电子能谱

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面向超高场磁共振成像的低温前置放大器

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微电子学 2025年

作者：奚业龙张兴雨王永良李凌云中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海市超导集成电路技术重点实验室中国科学院大学

面向超高场磁共振成像系统，针对7T1H （298 MHz）成像设计并实现了一款工作于液氮温度（77 K）的低温前置放大器。该放大器基于商用高电子迁移率晶体管ATF-54143，对晶体管的低温特性进行测试，验证了晶体管在77 K工作的有效性。放大... 详细信息

面向超高场磁共振成像系统，针对7T1H （298 MHz）成像设计并实现了一款工作于液氮温度（77 K）的低温前置放大器。该放大器基于商用高电子迁移率晶体管ATF-54143，对晶体管的低温特性进行测试，验证了晶体管在77 K工作的有效性。放大器采用共源极拓扑，在输入与输出端之间引入电阻与电容构成的负反馈以提高放大器稳定性，并分析了反馈电阻对电路噪声的贡献。测试结果表明，放大器在室温下功耗为153 mW，77 K下功耗为86 mW，在室温及77 K均能实现150 ～ 500 MHz范围内输入输出回波损耗≤-10 dB，增益≥23 dB，同时室温下298 MHz处的噪声系数约为0.59 dB，77 K时下降至0.28 dB。

关键词：磁共振成像超高场前置放大器噪声系数低温

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用于细胞球状体培养的准球形底微孔阵列的快速加工方法

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分析化学 2023年第8期51卷 1292-1301页

作者：张郭远吴蕾彭熙尧葛玉卿刘婷徐铁刚赵建龙中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室中国科学院大学材料科学与光电技术学院

与传统的二维单层细胞相比，细胞球状体的功能更类似于体内细胞，因此在药物筛选和生理病理学研究中受到广泛关注。在低吸附准球形微孔阵列上培养细胞球状体可以实现尺寸可控和形态一致，并具有易于实现高通量的优点。然而，目前制造准... 详细信息

与传统的二维单层细胞相比，细胞球状体的功能更类似于体内细胞，因此在药物筛选和生理病理学研究中受到广泛关注。在低吸附准球形微孔阵列上培养细胞球状体可以实现尺寸可控和形态一致，并具有易于实现高通量的优点。然而，目前制造准球形微孔阵列的工艺通常比较复杂，而且微孔较浅，导致细胞球状体容易从微孔中滑出。针对这些问题，本研究提出一种基于3D打印和压印法的聚二甲基硅氧烷（PDMS）微孔阵列制备方法。此方法具有操作简单且成本低等优点，制备出的微孔阵列的直径和间距约为600μm，并具有准球形底部和高约1000μm的侧壁。由扫描电镜图可见微孔的准球形底面表面光滑，微孔底部形状的片内一致性约为10%，片间一致性约为5%。对压印过程的研究表明，通过调整微孔间距、薄膜厚度和压印时间等工艺参数可获得更高密度或者更高均一度的阵列。荧光微珠模拟细胞接种实验和流场仿真结果表明，此微孔阵列能够有效减少细胞或细胞球状体从孔中滑出的概率。将此器件应用于细胞球状体的培养，效果良好。本研究提出的制作方法为细胞球状体培养提供了有力工具，在细胞球状体制备和高通量药物筛选等领域具有潜在的应用前景。

关键词：准球形底微孔阵列细胞球状体 3D打印微加工微流控

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卫星激光通信MEMS快速反射镜可靠性研究进展

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红外与激光工程 2023年第9期52卷 222-234页

作者：朱伟鸿汪洋王栎皓刘艺晨武震宇上海大学微电子学院上海200444 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室上海200050 上海微技术工业研究院上海201800 中国科学院大学北京100049

快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、超分辨率成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(Acquisition Tracking and Pointing,ATP)系统中的核心部件。传统快反... 详细信息

快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、超分辨率成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(Acquisition Tracking and Pointing,ATP)系统中的核心部件。传统快反镜主要由压电陶瓷和音圈电机驱动,而基于微机电(Micro Electro Mechanical System,MEMS)技术制备的快反镜具有小型化及批量化等优势,是技术发展的趋势,但其应用于卫星激光通信领域的可靠性尚未进行全面论证。文中介绍了快反镜的工作原理、环境适应性要求以及国内外快反镜的可靠性水平,结合致动原理和结构分析了现有快反镜的失效机理、评估方法和可靠性加固技术,最后指出了高可靠性快反镜的结构和加固技术发展方向,并通过综合分析与仿真验证了MEMS快反镜应用于卫星激光通信的可行性。

关键词：卫星激光通信快速反射镜微机电系统技术环境适应性可靠性

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高综合性能超导纳米线单光子探测器

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物理学报 2023年第11期72卷 314-321页

作者：郗玲玲杨晓燕张天柱肖游尤立星李浩中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室上海200050 中国科学院超导电子学卓越创新中心上海200050 中国科学院大学北京100039

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)优异的时间特性(时间抖动和响应速度)是其最具吸引力的优势之一,并且已在量子通信、量子计算等领域中得到广泛应用.然而,由于SNSPD的各技术参数之间相互牵制,使得进一步提升SNSPD综合性能存在技术挑战.小... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)优异的时间特性(时间抖动和响应速度)是其最具吸引力的优势之一,并且已在量子通信、量子计算等领域中得到广泛应用.然而,由于SNSPD的各技术参数之间相互牵制,使得进一步提升SNSPD综合性能存在技术挑战.小光敏面SNSPD在时间特性上具有明显优势,但同时存在探测效率低的突出问题.本文为面向量子信息应用的光纤耦合探测器,从开发实用化、产品化SNSPD出发,采用批量对准、高效耦合的自对准封装结构,围绕小光敏面自对准SNSPD综合性能的提升展开研究.采用发散小、易刻蚀的Au/SiO2光学腔,在提高纳米线光吸收效率的同时通过优化自对准芯片外轮廓加工精度的方式来提高自对准SNSPD的光耦合效率,并完成了配套的工艺研发.并通过小芯径光纤从器件封装角度提升耦合效率.除此之外,探测器的双层纳米线结构使其拥有更低的动态电感和更高的超导转变电流,进一步优化了器件的时间特性.实验制备的探测器在2.2 K温度下于1310 nm处达到最大效率82%,并且在1200—1600 nm波长范围内均有65%以上的系统探测效率,同时表现出40 MHz@3 dB的计数率以及38 ps的时间抖动.进一步,利用低温放大器读出系统可得到最小22 ps的时间抖动.本文研制的高综合性能超导单光子探测器,为实用化、产品化SNSPD提供了重要的技术参考.

关键词：超导纳米线单光子探测器自对准封装小光敏面

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基于无监督表达学习的森林地貌特征建模及林火易发性评估

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中国科学院大学学报（中英文） 2023年第2期40卷 227-239页

作者：庄子俊袁晓兵裴俊王国辉刘建坡中国科学院上海微系统与信息技术研究所微系统技术重点实验室上海200050 上海科技大学信息科学与技术学院上海201210 中国科学院大学北京100049

近几十年来,极具破坏性的森林火灾在全球范围内造成了巨大的损失,且频率仍在逐年提高。基于历史统计数据对林火发生风险进行预测是一个较为可行的防控火灾的方法。传统的统计学习方法多使用人工指定的方式对数据进行降维及特征提取。而... 详细信息

近几十年来,极具破坏性的森林火灾在全球范围内造成了巨大的损失,且频率仍在逐年提高。基于历史统计数据对林火发生风险进行预测是一个较为可行的防控火灾的方法。传统的统计学习方法多使用人工指定的方式对数据进行降维及特征提取。而随着遥感技术的不断发展,高精度网格化的多维森林地貌信息的获取难度不断降低。使用人工提取特征的方式很难利用这类数据,从而限制了这类方法在真实复杂环境下的性能。为此介绍一种通过深度无监督表达学习对森林地理信息进行建模的全新方法,并借助一组区域火灾风险预测实验对比无监督学习与其对应的有监督模型的性能。结果表明该方法对森林地貌特征建模的有效性。

关键词：表达学习卷积神经网络深度聚类林火风险

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有源区Be掺杂对1.3μm InAs量子点激光器性能的影响

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红外与毫米波学报 2023年第4期42卷 450-456页

作者：杜安天曹春芳韩实现王海龙龚谦曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室山东曲阜273165 中国科学院上海微系统与信息技术研究所中科院太赫兹固态技术重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心北京100049

利用分子束外延技术在GaAs(100)衬底上生长了1.3μm InAs DWELL量子点激光器结构,研究了有源区Be掺杂对量子点激光器性能的影响。研究表明,对有源区进行Be掺杂可以有效降低InAs量子点激光器的阈值电流密度,提升激光器的输出功率,增加激... 详细信息

利用分子束外延技术在GaAs(100)衬底上生长了1.3μm InAs DWELL量子点激光器结构,研究了有源区Be掺杂对量子点激光器性能的影响。研究表明,对有源区进行Be掺杂可以有效降低InAs量子点激光器的阈值电流密度,提升激光器的输出功率,增加激光器的温度稳定性。研制的Be掺杂InAs量子点激光器的阈值电流降低到12mA,相应的阈值电流密度仅为100 A/cm2,激光器的最高输出功率达到183 mW,最高工作温度达到了130℃。这对InAs量子点激光器器件在光通信系统中的应用具有重要意义。

关键词：量子点激光器分子束外延阈值电流密度输出功率特征温度

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