检索结果-内蒙古大学图书馆

光子学报 2025年第3期54卷 154-166页

作者：王曼卓姚振涛孙朝阳张越方记民孙小强吴远大张大明吉林大学电子科学与工程学院集成光电子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中国科学院半导体研究所光电材料与器件重点实验室

提出并制备了一种由1×3多模干涉（Multimode Interference,MMI）耦合器和3×3 MMI耦合器级联构建的二氧化硅波导模式选择开关，通过热光调制改变输入至3×3 MMI耦合器光信号的相位，可实现一阶模(E10)输入转换为基模(E00)... 详细信息

提出并制备了一种由1×3多模干涉（Multimode Interference,MMI）耦合器和3×3 MMI耦合器级联构建的二氧化硅波导模式选择开关，通过热光调制改变输入至3×3 MMI耦合器光信号的相位，可实现一阶模(E10)输入转换为基模(E00)，并有选择地从目标端口输出；当输入为基模(E00)时，E00可直接由选定端口输出。开关采用光束传播方法（Beam Propagation Method,BPM）进行设计和优化，并且通过标准CMOS技术制备。测试结果表明，一阶模(E10)在两个输出端口间切换时，驱动功耗分别为170 mW和395.3 mW。在1 523～1 556 nm波长范围内，三个输出端口的插入损耗、串扰和消光比分别≤10 dB、≤-15 dB和≥15 dB。开关的上升时间为0.941 8 ms，下降时间为1.042 ms。所提出的模式选择开关在片上信号路由应用中具有良好的潜力。

关键词：光通信多模干涉模分复用模式开关二氧化硅波导

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中红外锑化物半导体激光器及异质集成技术研究进展（特邀）

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中国激光 2025年第5期 175-188页

作者：陈益航杨成奥王天放余红光石建美曹钧天闻皓冉王致远耿峥琦张宇吴东海徐应强倪海桥牛智川中国科学院半导体研究所光电子材料与器件重点实验室中国科学院大学材料科学与光电技术学院

锑化物量子阱激光器是高效的中红外半导体光源，具有小体积、低功耗、高效率等特点，其工作波长可以覆盖2～4μm。由于该波段光子与各类物质有着强烈的相互作用，锑化物量子阱激光器在生物医疗、材料加工、气体检测等领域中都有着重要... 详细信息

锑化物量子阱激光器是高效的中红外半导体光源，具有小体积、低功耗、高效率等特点，其工作波长可以覆盖2～4μm。由于该波段光子与各类物质有着强烈的相互作用，锑化物量子阱激光器在生物医疗、材料加工、气体检测等领域中都有着重要应用。综述了锑化物量子阱激光器的发展过程与国内外研究现状，重点介绍了材料外延在激光器效率和功率提升及波长拓展过程中发挥的作用，总结了单模激光器制备方案与响应性能特点及硅基异质集成的发展情况，并综述了国内锑化物半导体激光器的最新研究进展。

关键词：激光技术锑化物中红外光源量子阱激光器

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基于石墨烯/硫化铅量子点异质结的窄带光电探测器

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半导体技术 2025年第1期50卷 10-16页

作者：郑玉琳黄北举程传同陈力颖天津工业大学电子与信息工程学院天津300387 中国科学院半导体研究所光电子材料与器件重点实验室北京100083

纳米材料硫化铅量子点(PbS QD)以其高光吸收率和尺寸可调的带隙,被视为短波红外(SWIR)光电探测器的重要候选材料。将卤素配体置换的PbS QD薄膜与单层石墨烯结合制备了石墨烯/硫化铅量子点异质结光电探测器。采用液相配体交换技术结合单... 详细信息

纳米材料硫化铅量子点(PbS QD)以其高光吸收率和尺寸可调的带隙,被视为短波红外(SWIR)光电探测器的重要候选材料。将卤素配体置换的PbS QD薄膜与单层石墨烯结合制备了石墨烯/硫化铅量子点异质结光电探测器。采用液相配体交换技术结合单步旋涂工艺,实现了PbS QD薄膜的均匀沉积。该技术不仅减少了缺陷态的产生,而且通过单步旋涂工艺能够实现所需薄膜厚度的快速沉积,简化了器件制备流程,满足工业化生产要求。测试了器件在SWIR波段的性能,结果显示该光电探测器在1550 nm处响应度为1.26×10^(4)A/W,显著高于其他波段,证实器件在1550 nm波段附近具有窄带探测的能力。此外,在1550 nm处比探测率高达1.49×10^(12)Jones。该结果表明器件在SWIR波段具备高探测灵敏度和实际应用的潜力。

关键词：相转移配体交换硫化铅量子点石墨烯光电探测器红外探测

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1550 nm VCSEL硅基光电集成变迹光栅耦合器设计及入射角方向性优化研究

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发光学报 2025年第4期46卷 730-741页

作者：孙松伟石琳琳马超邹永刚范杰付曦瑶王玉坤长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室吉林长春130022 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造全国重点实验室吉林长春130033

为了打破均匀光栅对称结构的限制,进一步提高硅基光电集成片上光源的耦合效率。本研究提出基于绝缘衬底上硅结构的高效递进式光栅耦合器的设计,适用于垂直腔面发射激光器(VCSEL)键合到硅光子集成电路,降低了VCSEL光电集成对键合角度的... 详细信息

为了打破均匀光栅对称结构的限制,进一步提高硅基光电集成片上光源的耦合效率。本研究提出基于绝缘衬底上硅结构的高效递进式光栅耦合器的设计,适用于垂直腔面发射激光器(VCSEL)键合到硅光子集成电路,降低了VCSEL光电集成对键合角度的工艺难度要求。该方法通过同时改变光栅的周期和占空比,并优化光栅的刻蚀深度,实现了对布拉格条件的调整,使衍射场分布与高斯场分布更为匹配。此外,还优化设计周期与占空比为定值的均匀光栅耦合器和周期固定、占空比改变的前端渐进式光栅耦合器两种结构。作为对比验证了递进式光栅耦合器设计的有效性,在提升耦合效率的同时,增加了VCSEL入射角倾角的耦合方向性,使VCSEL器件耦合方向更为灵活。数值仿真结果显示,设计的均匀光栅、前端渐进式光栅、递进式光栅的最高耦合效率分别达到54.62%(−2.63 dB)、60.18%(-2.21 dB)、64.55%(-1.90 dB)。得益于设计的优化,该结构对光源入射倾角具有6°~21°的容差范围,大幅降低了实验工艺的难度。通过数值计算结果证明了该方法的可靠性,同时也展现了在不使用背反射镜的情况下,基于硅基异质集成结构能实现高达64.55%(-1.90 dB)耦合效率和大入射角度容差的潜力。实验结果表明,在1500~1600 nm波段范围内设计的光栅耦合器在光纤不同入射角度测试中,对不同的入射角均具有较高的耦合效率,具有更好的耦合方向性。

关键词：硅基光电集成模式匹配入射容差耦合效率光栅耦合器

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用于目标跟踪的红外图像均衡算法设计与实现

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激光与光电子学进展 2025年第2期62卷 245-252页

作者：陈力颖李昂阳赵军发程传同梅健尹睿天津工业大学电子与信息工程学院天津市光电检测技术与系统重点实验室中国科学院半导体研究所国家集成电路创新中心复旦大学微电子学院

针对红外相机在进行目标跟踪时由于图像动态范围大、目标及相机高速运动导致拍摄图像经常过亮或过暗的问题，设计了一款高实时、高质量的红外图像均衡算法。该算法通过优化红外相机曝光参数完成图像主体与背景对比度的调节。首先对图像... 详细信息

针对红外相机在进行目标跟踪时由于图像动态范围大、目标及相机高速运动导致拍摄图像经常过亮或过暗的问题，设计了一款高实时、高质量的红外图像均衡算法。该算法通过优化红外相机曝光参数完成图像主体与背景对比度的调节。首先对图像分区，通过分析相邻区域亮度变化，进行图像非连续区域检索，基于检索结果确定图像主体，并针对主体进行加权，统计图像亮度。接着为满足相机小型化需求，将插值法与查表法结合，根据图像亮度均值完成曝光参数的迭代。该算法不仅保证了图像主体清晰度以及红外相机曝光调节速度，而且避免了额外存储单元的需求。经红外相机实测，所提算法平均仅需3.2帧即可完成红外图像均衡化，平均曝光误差为5.15%，具有较好的应用价值。

关键词：红外成像技术目标跟踪图像均衡区域检索查找表

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基于小尺度测量的双目立体视觉系统误差分析（英文）

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光子学报 2015年第10期44卷 30-35页

作者：卢宝莉刘育梁孙亮中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京100083

将小型双目立体视觉系统应用于小尺度测量,分析了CCD像素的不连续性对测量准确度的影响,探讨了系统结构参量基线距、焦距以及物距与测量误差之间的关系.当考虑像素不连续性时,视差值与测量距离之间呈阶梯状曲线关系,测量误差随基线距以... 详细信息

将小型双目立体视觉系统应用于小尺度测量,分析了CCD像素的不连续性对测量准确度的影响,探讨了系统结构参量基线距、焦距以及物距与测量误差之间的关系.当考虑像素不连续性时,视差值与测量距离之间呈阶梯状曲线关系,测量误差随基线距以及焦距的增大而减小,随物距的增大而增大.此外在实际测量中系统测量准确度达98.89%.该研究可为双目立体视觉小型系统的设计及搭建提供参考和指导.

关键词：双目立体视觉距离测量误差分析像素不连续性结构参量

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基于3×3耦合器的光纤光栅激光传感系统波长解调方案的改进

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中国激光 2008年第10期35卷 1522-1527页

作者：冯磊肖浩张松伟何俊李芳刘育梁中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京100083

采用3×3耦合器的光纤光栅激光传感系统(FBGLS)的波长解调结果依赖于3×3耦合器的物理特性,解调结果会因3×3耦合器三路输出的直流项、干涉条纹可见度和相位差参数的不稳定而发生一定程度的失真。理论推导给出了标定参数的... 详细信息

采用3×3耦合器的光纤光栅激光传感系统(FBGLS)的波长解调结果依赖于3×3耦合器的物理特性,解调结果会因3×3耦合器三路输出的直流项、干涉条纹可见度和相位差参数的不稳定而发生一定程度的失真。理论推导给出了标定参数的方法并实现了计算机编程,能够在较大信号时实时给出标定结果,同时给出了相应的解调方案。计算机模拟发现采用上述方法消除了由3×3耦合器三路输出的参数不稳定带来的谐波,实验中解调结果的对比表明该方法带来一定程度的改善,和标准参考传感器测量结果有很高的相关性,此外基于该解调方案的光纤光栅激光传感系统具有较高的分辨率、动态范围和线性度。

关键词：光纤光学光纤光栅激光传感器 3×3耦合器利萨如图形

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用于探测极低频信号的光纤传感器相位生成载波解调方法

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中国激光 2011年第4期38卷 118-124页

作者：王林何俊李芳刘育梁中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京100083

提出并实现了一种用于微弱极低频信号探测的干涉式光纤传感器相位生成载波(PGC)解调方法。对PGC解调方法中微分交叉相乘(DCM)及反正切(Arctangent)两种相位抽取算法应用于极低频信号解调进行了理论分析和算法仿真,其结果表明,DCM式PGC... 详细信息

提出并实现了一种用于微弱极低频信号探测的干涉式光纤传感器相位生成载波(PGC)解调方法。对PGC解调方法中微分交叉相乘(DCM)及反正切(Arctangent)两种相位抽取算法应用于极低频信号解调进行了理论分析和算法仿真,其结果表明,DCM式PGC算法解调极低频信号时,其结果中存在直流漂移,而Arctangent式PGC算法的解调结果中不存在直流漂移问题。进而基于光纤干涉仪搭建了极低频光纤传感系统,并进行了两种PGC解调算法的对比实验,实验结果表明,Arctangent式PGC算法不存在DCM式PGC算法解调极低频信号时的直流漂移,且能够准确解调极低频信号,与理论分析的结论相符。最后采用Arctangent式PGC算法实现了极低频干涉式光纤传感系统,该系统达到的最低可探测信号频率为0.01 Hz,最小可探测信号为4×10-4rad/Hz,动态范围为110 dB@1 Hz,线性相关系数为99.99%。

关键词：光纤光学光纤传感光纤干涉仪极低频相位生成载波

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大模场双包层光纤光栅的光谱特性

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光学学报 2012年第5期32卷 233-238页

作者：徐团伟李芳刘育梁中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京100083

在分析大模场双包层光纤的模式特性和测试光路中光功率分配的基础上,根据耦合波理论和传输矩阵法,对不同情况下大模场双包层光纤光栅的透射谱和反射谱进行数值分析,结果表明光谱形状取决于模式间的功率分配,通过基模的透射谱可以测量双... 详细信息

在分析大模场双包层光纤的模式特性和测试光路中光功率分配的基础上,根据耦合波理论和传输矩阵法,对不同情况下大模场双包层光纤光栅的透射谱和反射谱进行数值分析,结果表明光谱形状取决于模式间的功率分配,通过基模的透射谱可以测量双包层光纤光栅的真实反射率。采用相位掩模法制作了基模反射率不低于99.7%的20/400μm大模场双包层光纤光栅,测试了不同情况下的反射谱和透射谱,实验结果和理论分析的结论一致。

关键词：光学器件光谱特性耦合波理论大模场双包层光纤光栅

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基于双金属膜片结构的海底地震勘探光纤加速度传感器研究

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光电子．激光 2012年第8期23卷 1436-1441页

作者：蒋东山张发祥张文涛李芳中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京100083

针对全光海底地震检波器技术的特殊应用需求,设计了一种基于双金属矩形膜片的缠绕式光纤加速度传感器。利用弹性力学理论对光纤加速度传感器的加速度灵敏度和一阶共振频率的特性进行了分析,制作了光纤加速度传感器样品并对其性能进行了... 详细信息

针对全光海底地震检波器技术的特殊应用需求,设计了一种基于双金属矩形膜片的缠绕式光纤加速度传感器。利用弹性力学理论对光纤加速度传感器的加速度灵敏度和一阶共振频率的特性进行了分析,制作了光纤加速度传感器样品并对其性能进行了测试。结果表明,本文加速度传感器的灵敏度为45dB re∶0dB=1rad/g,一阶共振频率在820Hz左右,与理论分析值很好吻合。在10～400Hz工作带宽中,交叉去敏度约为30dB。测试系统中,使用的相位生成载波(PGC)解调算法的最小相位检测精度为10-5 rad/Hz1/2,因此理论能探测的最小加速度信号为56ng/Hz1/2。由于采用全金属结构,本文类型光纤加速度传感器能够更好地满足海底永久布放检波器的特殊要求。

关键词：光电子学光纤加速度传感器加速度全金属交叉去敏度

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