光子集成技术相关报道

Phys.Rev.Lett.近期刊载南京大学介电体超晶格课题组研究工作

最近，南京大学微结构国家实验室(筹)介电体超晶格课题组的喻小强博士、徐平博士与合作者在光学超晶格光子纠缠源的研究中取得重要进展。最新研究成果“Transforming spatial entanglement using domain-engineering technique”发表在美国《物理评论快报》(Phys.Rev.Lett.101,233601(2008))上。

纠缠一直是物理学中最引人入胜的话题之一。光子纠缠态是光量子通信的核心资源。目前，最常用的光子纠缠源是通过非线性晶体的自发参量下转换得到的,光子纠缠态的时空特性取决于它的模函数,在传统的双折射匹配的晶体中，人们只能在晶体外通过光束整形或者在晶体后放置空间滤波器来改变模函数。这些方案都需要比较复杂的光路，无法应用在未来实用化的集成器件中。如何按照人们的需要调控光子的纠缠特性是量子光学当前的研究热点

之一。

喻小强、徐平博士与合作者根据准位相匹配原理，提出了一个全新的方案——利用光学超晶格横向调制的畴结构来调控光子的空间纠缠性质。他们让激光束通过一块精心设计的多通道光学超晶格晶体，通过自发参量下转换产生出了具有路径纠缠的高维双光子对，并通过远场亚波长干涉实验，证实了理论设想。这一研究将纠缠源和空间模式控制集成到一块光学超晶格中，实现了光学超晶格研究从经典光学向量子光学的跨跃，有望在单光子态的研究和未来集成量子光学器件中得到广泛的应用。

光子芯片研究取得重要进展——硅基光子芯片上光非互易传输为光逻辑器件、光隔离器的研究探索了新的途径美国加州理工大学研究者和南京大学、加州大学圣地亚哥分校的合作者一起，设计了一种基于线性介质的具有非互易传输特性的Si基光子芯片。该光子芯片为实现光的单向传输、光隔离器件和光逻辑器件，光二极管、光晶体管等提供了一条新的有效路径。

信息技术的发展日新月异，按照半导体集成电路的摩尔定律已经逼近物理极限，电子逻辑芯片的量子尺寸限制和功耗问题，已经成为这一领域持续发展的瓶颈。因而人们希望光子能够成为新的信息载体，光子芯片将成为未来超高速运算的主要信息处理器件，而光子计算将成为信息技术发展所追求的新的主角。光子芯片技术涉及到可与CMOS工艺集成的光源、光调制器、光波导、光放大器、光学微腔、光二极管（optical diodes）、光晶体管（optical transistors）等等。而其中具有逻辑处理功能的光二极管是光子芯片的核心问题。光二极管，类似于电子二极管一样，具有单向传输特性，使得正向入射光可以通过而反向入射的光信号被完全反射。这个器件将避免光反射信号对初始光信号的干扰，这些信号将影响光子芯片中

的光源输入和其它光学元器件，使得整个光子芯片系统失稳。因此，光二极管又叫做光隔离器（optical isolator）。

为了实现光的非互易传输，实现光隔离器功能，必须打破材料与器件的时间反演对称性。传统的技术是采用外加磁场下的磁光介质或者采用非线性材料，而这两种手段都不利于和现有硅基CMOS工艺集成，因为Si材料不具有磁光响应，而且不具有较大的非线性效应。近年来斯坦福大学也曾经理论上设计过一种基于声波调控非线性跃迁的光隔离器，但是，该器件由于需要超高频的声集成因而也是与目前Si基CMOS工艺不太相容。对于非线性介质，虽然能够得到较大的隔离比，但是非线性效率较低，造成能量传输功率极小，有很大的能量损失。为此人们希望能够探索一条新的途径，可以跟Si基CMOS工艺集成来实现光的非互易传输，进而实现Si基光隔离器。

在我们原有声子二极管研究（Physical Review Letter106084301（2011））的基础上，我们和加州理工大学的合作者发展了波矢模式跃迁机制，并利用量子力学中同时破缺时间反演对称性（Time Reversal Symmetry）和空间宇称对称性（Parity Symmetry）能产生非对易现象的原理，在PT对称性破缺的临界点，在Si基波导上巧妙地引入实部和虚部调制，实现了光波导中光的完全单向的波矢跃迁和模式转换。对称模式从左边入射保持对称模式，而从右边入射发生了模式转换，产生了高阶反对称模。加州理工大学进而结合其精密的微加工技术，在实验上完全按照该设计，实现了该种具有非互易传输特性的光子光路。加州大学圣地亚哥分校则通过其先进的光学近场扫描像和差分干涉技术，成功地探测到Si基波导表面的光传输场分布及其非互易的模式转化现象。整个实验的观测也证实了Si基系统中存在可观测的PT对称破缺过程。

本论文的意义在于实验上验证了利用微结构设计实现时间反演和空间宇称破缺的光路，进而利用微电子工艺实现了光波的非互易传输光路，为实现可与CMOS工艺相容的光二极管打下了初步的实验基础，为光子集成工艺设计制备开辟了新的途径。

文章第一作者冯亮是在南京大学微结构固体物理国家重点实验室毕业的硕士研究生，其赴美后在加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的Fainman研究组攻读博士学位；在其取得博士学位后在美国加州理工学院Axel Scherer教授研究组从事博士后研究工作（Axel Scherer教授是加州理工大学电子工程、物理与应用物理的教授，同时也是Kavli纳米科学研究所的所长）。冯亮在美国期间，一直和南京大学的陈延峰教授课题组保持良好的合作关系，双方一起在人工带隙材料、超构材料（Metamaterials）等研究方向上取得了很多出色的研究成果。他在获得博士学位后也成为南京大学材料科学与工程系陈延峰教授课题组的兼职访问学者。该工作是冯亮结合其美国的研究基础和研究思路，和南京大学陈延峰教授课题组进行深入地讨论所提出的，并和南京大学课题组一起进行了深入的理论分析和数值模拟。南京大学陈延峰教授是该论文的共同通讯作者，南京大学微结构固体物理国家重点实验室是论文第二单位。南京大学的研究小组感谢以下基金对该项目的资助。中国国家基础研究973项目（资助号：2007CB613202），国家自然科学基金（资助号：50632030和10874080），江苏省自然科学基金攀登项目（资助号：BK2007712）。

硅基光电子集成器件和高速锁相环频率综合器电路研究

https://www.360docs.net/doc/a116014805.html,/p-94359031875.html

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物理学院2011级研究生光电子学与光子学原理及应用考题

物理学院2011级光学专业研究生《光电子学与光子学原理及应用》考题 1．简答题 1.1 受抑全内反射有什么特点？ (5分) 1.2 解释下图中的现象。(5分) 1.3 本征半导体、n 型半导体和p 型半导体的Fermi 能级以什么特点？? (5分) 1.4 下图是一个LD 的输出谱，解释三个谱变化的物理含义。 (5分) 1.5 下面的雪崩光电二极管中有什么特点？吸收和倍增发生在什么区域? (5分) 2．计算题 2.1 假设一个光源辐射的频率谱有一个中心频率ν0和谱宽?ν。以波长来衡量，这个频率谱有一个中心波长λ0和谱宽?λ。显然，λ0 = c/ν0。因为?λ << λ0、?ν << ν0，利用λ = c/ν，证明：谱宽?λ和相干长度l c 满足： c 2000λννλνλ?=?=?，λλ?=?=20t c l c

对于He-Ne 激光器，λ0 = 632.8nm ，?ν ≈1.5GHz ，计算?λ。(15分) 2.2 一个介质平板波导中间薄层是一个厚度为0.2μm 的GaAs ，它夹在两个AlGaAs 层之间。GaAs 和AlGaAs 的折射率分别为 3.66和3.40。假设折射率随波长变化不是很大。截止波长是多少？(大于截止波长时波导中只能传播单模)。如果波长为870nm 的辐射(对应于带隙辐射)在GaAs 层传播，消逝波向AlGaAs 层的贯穿深度是多少？这个辐射的模场直径是多少？(15分) 2.3 内量子效率ηint 给出在正向偏置下电子空穴复合中辐射复合并引起光子发射的比例。非辐射跃迁中，电子和空穴通过复合中心复合并发射声子。由定义， nr r r int 111)(τττη+=+=非辐射复合速率辐射复合速率总复合速率辐射复合速率 τr 是少数载流子在辐射复合前的平均寿命，τnr 是少数载流子通过复合中心复合前的平均寿命。总电流I 是由总复合速率决定的，而每秒发射的光子数(Φph )是由辐射复合速率决定的。所以，内量子效率ηint 又可以写为： e I h P e I //op(int)ph int νη=Φ==每秒损失的总载流子每秒发射的光子其中，P op(int)是内部产生的光功率(还没有出腔外)。对一个在850nm 发射的特定的AlGaAs LED ，τr =50ns ，τnr =100ns 。在100mA 的电流下，内部产生的光功率是多少？(15分) 2.4 一个InGaAsP-InP 激光二极管的光学腔长为200μm ，峰值辐射在1550nm 处，InGaAsP 的折射率为4。假设光学增益带宽不依赖于泵浦电流并取为2nm 。问：（1）对应于峰值辐射的模数是多少？（2）腔模之间的间隔是多少？（3）在这个腔中有多少模式？（4）这个光学腔两端（InGaAsP 的晶面）的反射系数和反射率是多少？(15分) 2.5 一个商用的InGaAs pin 光电二极管的响应度曲线如下图。它的暗电流为5nA 。 (1) 在1.55μm 波长下，导致二倍暗电流的光电流的光功率是多少？在1.55μm 处，光电探测器的量子效率是多少？ (2) 在1.3μm 波长下，如果入射光功率相同，光电流是多少？在1.3μm 处，光电探测器的量子效率是多少？ (15分)

2016年硅光子领域新进展及发展趋势

2016年硅光子领域新进展及发展趋势硅光子技术是基于硅材料，利用现有CMOS工艺进行光器件的开发和集成的新一代技术，在光通信，数据中心，超级计算以及生物，国防，AR/VR技术，智能汽车与无人机等许多领域将扮演极其关键的角色。美欧等国在硅光子领域已经有十多年的投入和积累，并业已形成了产业优势。Light Counting的测，仅硅光子在光通信领域的产品市场五年内就将达到10亿美元以上。未来一二十年内，硅光子技术的市场更将远远超过这一数字。有专家认为，现在市场上虽然硅光子的商用产品还不多，但是很可能厂商只是在等待别人先发布或是在评估不同的技术。现在只是爆发前的静默期。以下为2016年以来，硅光子领域的一些进展情况：1、Ciena收购Tera Xion磷化铟和硅光子资产 2016年1月，Ciena公司和私有企业Tera Xion表示双方已经达成了一项协议，即Ciena将收购这家加拿大公司的高速电子元器件（High-Speed Photonics Components，HSPC）资产。Ciena 将支付大约4660万加元（约3200万美元）收购以下资产，包括磷化铟和硅光子技术以及潜在的知识产权（IP）。 Tera Xion在光网络市场最初是以其可调色散补偿器闻名。2013年，Tera Xion通过收购COGO Optronics的调制器资产跨足相干接收机和调制器领域。在该领域，Tera Xion开发出400Gbps 应用的磷化铟调制器。Tera Xion还开始发展硅光子；在ECOC2015展会上，该公司发表了一篇论文，表示它正在开发一款基于硅光子的针对PAM4传输的调制器。对于这些模块，Ciena未透露是否有所规划。Ciena发言人Nicole Anderson在回复Lightwave 的一封邮件咨询时表示：“对于如何应用我们收购的这些资产，目前还没有细节。简单来说，这是一次战略性收购，是为了更好的掌控我们的WaveLogic芯片组，增强我们在调制格式能力方面的灵活性，以便公司继续展示从数据中心互连到跨太平洋海底链接等全方位应用方面的领先的性价比。” 与此同时，TeraXion总裁兼CEO Alain-Jacques Simard表示，出售HSPC资产只是让公司变回一家在色散补偿和各种滤波技术方面的专业公司。公司还将在光纤激光器和光传感应用方面保持活跃。 2、NeoPhotonics推出硅光子QSFP28光模块激光器光学组件和模块供应商NeoPotonics宣布，推出了基于硅光子QSFP28组件的1310纳米和1550纳米大功率激光器以及激光器阵列。 NeoPotonics表示，该非制冷激光器和阵列将应用于数据中心光收发器。包括基于各种多源协议（MSAs）的光模块，例如CWDM4、CLR4以及PSM-4等。每种多源协议（MSAs）都需要磷化铟DFB激光器的支持。该激光器支持的功率为40mW至60mW，温度范围也较广。 NeoPotonics表示已经与全球服务器和存储端到端连接解决方案的领先供应商Mellanox Technologies合作，共同开发能通过倒装芯片技术粘合至Mellanox公司光学引擎的激光器阵列。最终研发出了一款高容量、低成本电子式100G PSM4光模块组件。 3、Mellanox发布首个200Gb/s硅光子设备世界领先的高性能计算、数据中心端到端互连方案提供商Mellanox在OFC 2016（美国光纤通讯展览会）上展示了全新的50Gb/s硅光子调制器和探测器。它们是Mellanox LinkX系列200Gb/s和400Gb/s电缆和收发器中的关键组件。本次展示的突破性成果对于InfiniBand和以太网互连基础设施具有里程碑意义，让端到端的HDR 200Gb/s解决方案成为可能。Mellanox公司商务拓展和互连产品部执行副总裁Amir Prescher表示：“硅光子技术是200Gb/s InfiniBand和以太网网络的使能技术。QSFP56模块可将下一代交换机的前置面板密度提升一

光电子和光子学原理第一章 2014-03-6

光从一个更稠密介质n1和一个不太致密的介质N2之间的边界处的全内反射是伴随着在边界附近的介质2的渐逝波传播。发现这一波的函数形式，并与距离的讨论如何将其因人而异进入介质2。其具有的Y衰减为振幅。注意，被忽略，因为它意味着光波在介质2的振幅，因此强度的增长。这里考虑的行波的一部分，这是在z波矢，即，沿边界。从而渐逝波在z 传播。此外，这意味着该传输系数。必须是这是一个实数，并且是相变所指示的复数。注意，不，但是，改变传播沿z和沿y中的渗透的一般表现。 B 强度，反射率，透射率它是经常需要计算的反射波和透射波的强度或照度当光在指数n1的介质行进，入射在一个边界，在那里的折射率变化到n2。在某些情况下，我们简单地在垂直入射那里是在折射率的变化感兴趣的.. 对于光波行进机智速度v与相对介电常数ε的介质时，光强度L是在电场振幅e作为定义的。这里表示在每单位体积的场的能量。当由速度v乘以它给在该能量通过一个单位面积传输的速率。反射率R的措施，以使入射光和反射光的强度可以单独用于电场分量平行和垂直于入射面被定义。虽然反射系数可以是复数，可以表示相位变化，反射率是一定表示强度变化的实数。复数幅度限定在其产品而言，其复数共轭。由于玻璃介质具有大约1.5的折射率，这意味着通常在空气- 玻璃表面上的入射辐射的4％被反射回透射吨涉及发射波到以类似的方式对反射入射波的强度。我们必须，但是，考虑到透射波是在一个不同的媒介，也是其相对于边界方向与入射波的不同折射。对于垂直入射时，入射光和透射光束是正常和透射率被定义.光的部分反射和透射部分必须经过叠加。例：疏介质反射光的（内部反射）光的光线是行驶在折射率为n1的玻璃介质=1.45变为事件折射率n2=1.43的密度较小的玻璃介质。假定光线的自由空间波长为1微米。 A 一个我应该为TIR最小入射角是什么？ B 什么是当a =85，反射波的相位变化- 90？考虑光在法向入射上的折射率1.5与空气的折射率1的玻璃介质之间的边界处的反射。 A：如果光从旅行的玻璃，什么是反射系数和相对于入射光的反射光的强度？ B：如果光从玻璃行进到空气中，什么是反射系数和相对于入射光的反射光的强度？ C：什么是在一个以上的外部反射偏振角？你会怎么做一个宝丽来设备，基于偏振角偏振的光？如果我们从玻璃板上反射光，保持入射角在56.3（我们可以使用反射光将与电场分量垂直于入射面偏振。的透射光将在该领域更大入射平面上，也就是说，这将是部分偏振光。通过使用堆栈玻璃板1可以增加透射光的偏振（这种类型的桩的感光板的偏振片的是在1812年发明了多米尼克fjarago）当光入射在半导体的表面上，就变成部分地反射。局部反射是在太阳能电池，其中透射光能

光电子与微电子器件及集成重点专项2019年度项目申报

附件4 “光电子与微电子器件及集成”重点专项 2019年度项目申报指南为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》《2006—2020年国家信息化发展战略》提出的任务，国家重点研发计划启动实施“光电子与微电子器件及集成”重点专项（以下简称“本重点专项”）。根据本重点专项实施方案的部署，现提出2019年度项目申报指南。本重点专项的总体目标是：发展信息传输、处理与感知的光电子与微电子集成芯片、器件与模块技术，构建全链条光电子与微电子器件研发体系，推动信息领域中的核心芯片与器件研发取得重大突破，支撑通信网络、高性能计算、物联网等应用领域的快速发展，满足国家发展战略需求。本重点专项按照硅基光子集成技术、混合光子集成技术、微波光子集成技术、集成电路与系统芯片、集成电路设计方法学和器件工艺技术6个创新链（技术方向），共部署49个重点研究任务。专项实施周期为5年（2018—2022年）。 2019年度项目申报指南在核心光电子芯片、光电子芯片共性支撑技术、集成电路与系统芯片、集成电路设计方法学和器件工 —1—

艺技术5个技术方向启动19个研究任务，拟安排国拨总经费概算6.75亿元。凡企业牵头的项目须自筹配套经费，配套经费总额与专项经费总额比例不低于1：1。各研究任务要求以项目为单元整体组织申报，项目须覆盖所申报指南方向二级标题（例如：1.1）下的所有研究内容并实现对应的研究目标。除特殊说明外，拟支持项目数均为1~2项。指南任务方向“1.核心光电子芯片”和“2.光电子芯片共性支撑技术”所属任务的项目实施周期不超过3年；指南任务方向“3.集成电路与系统芯片”、“4.集成电路设计方法学”和“5.器件与工艺技术”所属任务的项目实施周期为4年。基础研究类项目，下设课题数不超过4个，参研单位总数不超过6个；共性关键技术类和应用示范类项目，下设课题数不超过5个，参与单位总数不超过10个。项目设1名项目负责人，项目中每个课题设1名课题负责人。指南中“拟支持项目数为1~2项”是指：在同一研究方向下，当出现申报项目评审结果前两位评分评价相近、技术路线明显不同的情况时，可同时支持这2个项目。2个项目将采取分两个阶段支持的方式。建立动态调整机制，第一阶段完成后将对2个项目执行情况进行评估，根据评估结果确定后续支持方式。 1.核心光电子芯片 1.1多层交叉结构的光子集成芯片（基础研究类）研究内容：聚焦基于硅基多维度交叉结构的光子集成芯片，—2—

国际光学与光子学会SPIE简介

国际光学与光子学会SPIE简介 SPIE成立于1955年，致力于推动以光为基础的技术，服务了超过170个国家。SPIE 每年组织或赞助近25个大型技术论坛、展览以及培训项目，范围遍及北美、欧洲、亚洲及澳洲。 1957年，出版了第一期SPIE报刊，举办了第一届国家技术研讨会。 1960年，SPIE报刊刊登了第一组技术论文。 1963年，SPIE举办了第一届研讨班形式的会议并出版了第一批会议记录。 1973年，总部从Redondo Beach迁往加州的Palos V erdes。 1975年，协会收入达到50万美元，实现了财政自给。 1977年，成立了协会金牌奖。总部迁往华盛顿Bellingham。 1995年，举办了成立40周年庆典。合作赞助了在西安举办的国际传感器应用与电子器件展览会。 2000年，SPIE会员Zhores I. Alferov因在半导体异质结构和高速光电子学方面的贡献获得诺物理学奖。 2003年，SPIE数字图书馆启动，提供了期刊和会议纪要的七万篇文献。现在的光学和光电子学大都围绕信息光学展开研究。在集成光信息处理方面，有光计算、光学互连、衍射光学等前沿领域；在成像方面，较热门的技术有光学计算机断层成像和三维共焦成像系统；在光学传感器方面，人们越来越关注三维传感技术；新一代的全息术和光学信息处理技术也亟待开发。同时，信息光学的材料和装置也成为了热门领域。更加偏向应用领域的还有人机接口与显示技术。当然还有很多基础理论问题，如非线性光学、超快光学现象、散射、位相共轭等。 Statement of Purpose SPIE is an international society advancing an interdisciplinary approach to the science and application of light. About the Society SPIE is the international society for optics and photonics founded in 1955 to advance light-based technologies. Serving approximately 180,000 constituents from more than 170 countries, the Society advances emerging technologies through interdisciplinary information exchange, continuing education, publications, patent precedent, and career and professional growth. SPIE annually organizes and sponsors approximately 25 major technical forums, exhibitions, and education programs in North America, Europe, Asia, and the South Pacific. In 2010, the Society provided more than $2.3 million in support of scholarships, grants, and other education programs around the world.

微光电子集成系统芯片的研究进展.

微光电子集成系统芯片的研究进展＊陈弘达 (集成光电子学国家重点联合实验室北京　微光电子集成系统芯片随着现代社会信息化和科学技术的高度发展交换传输是目前世界各国普遍高度重视的研究热点之一以计算机技术和通信技术为代表的电子信息技术带来了一场彻底改变人类生活和工作的信息革命微电子技术发展非常迅速性能完善集成制造工艺相当成熟正迅速发展着的另一门高新技术——光子集成技术能够高速超大容量传输信息高速并行处理与交换信息能力相互渗透构成微光电子集成系统将成为二十一世纪信息技术的重要支柱如何使光子集成与微电子集成充分融合是发展超高速超大容量多功能微光电子集成系统的关键所在微光电子集成技术和微光电机械集成技术的发展人们力图将大量多种功能的器件集成于同一个芯片上 System on Chip?ù?è??3é±?μí?é??D???μèó?μ? Integrated System ?ú1|?üoíD??ü·????ùè?μ?·é?ù·￠?1μ??￠1aμ?×ó?ˉ3é?μí3D???ê?1a×ó?ˉ3éó??￠μ?×ó??ê??à?áo?μ???′ó·￠?1 ?ú1a?￥á?1aí¨D??￡ê?ê?±e1aD??￠′|àíó?′?′￠μèáìóò??óDoü1?·oμ?ó|ó??°?° ?1??óDμ?×óμ????-′|àí·?′óoí???ü????1|?ü ?àμ±3éêìμ?′ó1??￡?ˉ3é??ê?oí1a×ó?ˉ3é?÷?tμ????ü?è2￠DD2ù×÷ ??1a×ó1|?üó?μ?×ó1|?ü?é??μ??áo??eà′ ??òaò??úóú1aê?3?1a????òyè?μ?×óD??￠′|àí?μí3áíò?·??? ±ào?69789802

电子与光子集成电路EPIC的简要介绍

电子与光子集成电路EPIC的简要介绍 EPIC发展背景目前，微电子技术的发展非常迅速，电路功能齐全，性能完善，价格低廉，集成制造工艺成熟，在信息化处理和存储方面具有极强的优势。正迅速发展着的另一高新技术——光子集成技术能够告诉超大容量传输信息，并具有实时、高速并行处理与交换信息能力，与微电子技术紧密结合，相互补充，构成微光电子集成系统，可广泛的应用于信息技术领域。光电集成概念提出至今已有二十多年的历史。把各种光子和电子元件集成在同一衬底上，除了要解决元件结构和工艺技术的兼容性外，还要选择满足两种元件性能要求的材料。为了使不同材料互补，按要求进行优化组合，又发展出一种复合衬底材料，即利用异质外延技术，在一种衬底材料上外延另一种衬底材料薄膜，如在硅片上异质外延砷化镓单晶薄膜，在衬底的硅面制作电子元件，在砷化镓薄膜上制作光子元件。其优点是可以把硅的大规模集成电路技术与砷化镓的光子元件技术结合，改善导热性能，降低成本，提高集成度。除在硅面上异质外延砷化镓外，还可在砷化镓晶片上异质外延磷化铟单晶薄膜。利用复合衬底材料，已制出一批光、电子元件，以及光电集成的光发射机和光接收机。随着光通信、光信息处理、光计算、光显示等学科的发展，人们对具有体积小、重量轻、工作稳定可靠、低功耗、高速工作和高度平行性的光电子集成产生浓厚的兴趣，加之材料科学和先进制造技术的进展使它在单一结构或单片衬底上集成光子器件和电子元件成为可能, 并构成具有单一功能或多功能的电子与光子集成电路（EPIC）。简言之，EPIC是完成光信息与电信息转换的一种集成电路。 1. EPIC的原理电子与光子集成电路(EPIC)是指利用微电子和光电子的集成技术,在同一片半导体芯片上,将光学元件和电子元件单片集成的电路。它包括有源光器件(激光器、探测器、光电二极管、光调制器等)与无源光器件(波导、祸合器、分离器、透镜、光栅)和电子元件(晶体管、二极管、电阻、电容)的集成,其目的是要使单个元件具有相当多的功能。它代表了一种能满足先进通信系统(光纤通信)和超级计算机系统(光计算机)要求的器件技术。 EPIC与IC的重要区别在于,EPIC除控制不同元件之间电子流动的功能外,

光电子学与光学

光电子学与光学一、项目定义项目名称：光电子学与光学项目所属领域：基础产业和高新技术及基础科学涉及的主要学科：微电子学与固体电子学（国家重点学科）、光学、通信与信息系统项目主要研究方向： ?新型光电子材料、器件及其集成技术 ?有机光电子学 ?光波导及光纤器件 ?光电子器件理论研究、CAD设计及信息处理 ?非线性光学材料与系统二、项目背景 1.项目建设意义近年来，信息技术的蓬勃发展对人类社会产生了巨大的影响。它不但改变了人们的生活方式，而且确立了以信息产业 40

为核心的现代产业结构。信息技术是一个包含了材料科学、计算机科学、电子科学、光学、信息获取、处 41

吉林大学“十五” “ 211工程”重点学科建设项目论证报告理与传输等多门学科的综合性的技术领域。信息技术对经济建设、国家安全乃至整个国家的发展起着关键性的作用，它是经济发展的倍增器”和社会进步的催化剂”，是体现一个国家综合国力和国际竞争力的重要标志。在迄今为止的人类历史上，没有一种技术象信息技术这样能够引起社会如此广泛、深刻的变革，在20世纪末和21世纪前半叶，信息技术乃是社会发展最重要的技术驱动力。目前，全球信息业飞速发展，要在国际竞争舞台立于不败之地，必须有自主知识产权的技术和产品，必须有具有创新能力的人才队伍，能够创造出具有世界先进水平的研究成果。我国是发展中国家，与经济发达国家相比，在发展高技术、推进产业化过程中，不可避免地会遇到更多的困难和障碍，在发挥优势实现跨越式发展中，必须要以坚强的国家意志为基础，发挥政府导向作用，调动各方面积极性，实行统筹规划，集中资源，以保证信息技术实现跨越式发展。建设一个有自主技术、高度发达的光通信、光存储、光显示等信息产业是至关重要的。光子已成为信息的重要载体，光电子学与光学作为信息技术的重要组成部分之一，已经越来越引起人们的重视与关注。人们不断地探索着光的本质，研究光子的产生、传输、存储、显示和探测的机理与技术。近年来，随着与化学、材料科学、微电子学、凝聚态物理学、磁学等学科 42

清华大学电子工程系学科方向

电子工程系学科设置? 通信与信息系统信号与信息处理电磁场与微波技术? 物理电子学电路与系统电子工程系教学工作? 年本科开课目录? 年研究生课程目录? 各研究所教研室介绍信息光电子研究所? 一、情况介绍和研究方向二、年在研的科研项目? 三、课题组介绍（) 通信与微波研究所? 一、情况介绍和研究方向二、年在研的科研项目? 三、课题组介绍（) 通信技术方向电磁场与微波技术方向? 高速信号处理与网络传输研究所一、情况介绍和研究方向二、年在研的科研项目网络与人机语音通信研究所? 一、情况介绍和研究方向? 二、年在研的科研项目三、研究方向(）? 图象图形研究所一、情况介绍和研究方向二、年在研的科研项目

三、联系方式? 电路与系统教研室一、情况介绍和研究方向? 二、年在研的科研项目? 三、研究方向()

电子工程系学科设置专业设置本科生专业： ?电子信息科学类研究生专业：一级学科???二级学科电子科学与技术???物理电子学 ????电路与系统 ??????微电子学与固体电子学 ??????电磁场与微波技术信息与通信工程??通信与信息系统 ??????信号与信息处理 ????电子与通信工程（工硕）通信与信息系统学科方向：通信与信息系统研究课题:、信息传输与接入、数字信号处理与终端技术、无线通信技术与系统、通信网络与交换技术、通信与信息系统的仿真与集成依托国家重点实验室及相关学术领域：微波与数字通信国家重点实验室、集成光电子学国家重点实验室系内:微波与天线、信息光电子与光电子学、电路与系统、信号与信息处理跨系、所:微电子学研究所、计算机科学与技术系、自动化系、电机工程与应用电子技术系、工程力学系、材料科学与工程系

光电子学与光子学讲义-作业答案(第1、2章)13版.doc

第一章 1.10 Refractive index (a) Consider light of free-space wavelength 1300 nm traveling in pure silica medium. Calculate the phase velocity and group velocity of light in this medium. Is the group velocity ever greater than the phase velocity? (b) What is the Brewster angle(the polarization angle qp) and the critical angle(qc) for total internal reflection when the light wave traveling in this silica medium is incident on a silica/air interface. What happens at the polarization angle? (c) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when the light beam traveling in the silica medium is incident on a silica/air interface? (d) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when a light beam traveling in air is incident on an air/silica interface? How do these compare with part (c) and what is your conclusion? 1.18 Reflection at glass-glass and air-glass interface A ray of light that is traveling in a glass medium of refractive index n1=1.460 becomes incident on a less dense glassmedium of refractive index n2=1.430. Suppose that the free space wavelength of the light ray is 850 nm. (a) What should the minimum incidence angle for TIR be? (b) What is the phase change in the reflected wave when the angle of incidence qi =85 ° and when qi =90° ? (c) What is the penetration depth of the evanescent wave into medium 2 when qi =85 ° and when qi =90° ? (d) What is the reflection coefficient and reflection at normal incidence (qi =0 ° )when the light beam traveling in the glass medium (n=1.460) is incident on a glass-air interface? (e) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when a light beam traveling in air is incident on an air/-glass interface (n=1.460)? How do these compare with part (d) and what is your conclusion? 1.20 TIR and polarization at water-air interface

硅光子是一种令人振奋的技术

硅光子是一种令人振奋的技术当互联网流量在用户和数据中心之间传递时，越来越多数据通信发生在数据中心，让现有数据中心交换互联变得更加困难，成本越来越高，由此技术创新变得十分重要与紧迫。一种半导体技术—硅光子，具有市场出货量与成本成反比的优势，相比传统的光子技术，硅光器件可以满足数据中心对更低成本、更高集成、更多嵌入式功能、更高互联密度、更低功耗和可靠性的依赖。华为、思科、Facebook等巨头已经在这个领域布局多年，市场爆发可能就在眼前。硅光子是一种令人振奋的技术，是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、SOI 等)，利用现有CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代技术，结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。这种组合得力于半导体晶圆制造的可扩展性，因而能够降低成本。硅光子架构主要由硅基激光器、硅基光电集成芯片、主动光学组件和光纤封装完成，使用该技术的芯片中，电流从计算核心流出，到转换模块通过光电效应转换为光信号发射到电路板上铺设的超细光纤，到另一块芯片后再转换为电信号。硅光子(SiP)实现廉价且规模生产的光连接，从根本上改变光器件和模块行业。未来三五年内，这种情况还不会发生，但硅光子技术可能在下个十年证明它是破坏性。基于硅光子的光连接与电子ASIC、光开关，或者(可能)新的量子计算设备的集成，将打开一个广阔的创新前沿。预计到2022年，硅光子光收发器市场将超20亿美元，在全球光收发器市场中占比超20%。从出货量来看，到2022年，硅光子光收发器在总光收发器出货量中的占比将不到2.5%。这些产品中的大多数将是高端产品--100G或以上速率，因此定价也相对较高。这似乎与许多业内专家的期望相悖，即希望硅光子能实现廉价且规模生产的光连接，并且取代现有的InP和GaAs平台。然而，如果硅光子的主要优势是集成，它将会是最适合需

光电子学与光子学讲义-知识要点资料

光电子学与光子学讲义-知识要点

《光电子学》知识要点第0章光的本性,波粒二像性, 光子的特性第一章 1．了解平面波的表示形式及性质，了解球面波、发散波的特点 2．理解群速度的定义及物理意义和光波波前的传播方向的矢量表示、能量的传播方向的矢量表示 3．理解描述反射和折射的菲涅尔公式的物理意义，掌握垂直入射情况下的反射率和透射率的计算公式和布儒斯特角 4．理解全反射情况下导引波和倏逝波的形成和特点，了解古斯-汉森位移。5．掌握垂直入射时反射系数的公式，理解反射率和透射率定义，不会计算6．掌握布儒斯特角的定义和特点。 7．掌握光波相干条件。理解薄膜干涉的物理机制和增透膜、增反膜的形成条件。 8．FP腔的特点和模式谱宽同反射镜反射率之间的关系。 9．了解衍射现象产生条件，理解波动光学处理光的衍射的基本方法。了解单缝、矩形空、圆孔的衍射图案特征和弗朗和费多缝光栅、衍射光栅、闪耀光栅的特点。 10．理解光学系统的分辨本领的决定因素。什么是瑞利判据？理想光学系统所能分辨的角距离公式。第二章

1．了解光波导的结构特征和分类，理解平面波导导模形成条件，会利用一种方法推导平面介质波导的导波条件（特征方程），截止状态的特点 2．理解光纤色散的概念，掌握材料色散、波导色散、颜色色散、剖面色散、偏振模色散的特点及形成原因 3．了解阶跃折射率光纤的分析方法及相关参数的物理意义，会利用V参数计算光纤的结构参数 4．掌握光纤中的损耗的成因及分类，掌握损耗的描述和计算。 5．了解G.651、G.652、G.653、G.654、G.655、色散补偿光纤的特点,熟悉G.652的主要参数。第三章 1．了解pn结的空间电荷区的形成、掌握pn结动态热平衡的物理意义。 2．了解pn结外加正向偏压和外加反向偏压时的特性（空间电荷区、势垒以及载流子的变化规律）。 3．掌握LED的工作原理（即pn结注入发光的基本原理）并理解同质结LED 和异质结LED的区别 4．掌握LED的内量子效率与外量子效率的物理意义，和有源区半导体材料带隙宽度与发射波长的关系，以及温度等因素对发射波长的影响 5．理解LED特性参数（光谱宽度，发散角，输出光功率，调制速度，阈值）的物理意义，了解LED结构的特点。 6．理解双异质结实现高亮度LED的原因。第四章

光在集成电路中的应用

光在集成电路中的应用一、集成光电子的概念及研究意义 21 世纪，人们将迈入一个高度信息化的社会。信息时代的特征是：信息大爆炸、信息传递非常快捷、信息处理十分迅速。其量化的标志是三“ T”：信息传输速度将达到每秒万亿比特（Tb/s ）；基于网络高速互联的计算机在人类活动中发挥着无与伦比的巨大贡献，单个计算机的数据处理速度将要达到每秒万亿次（T/s ）的量级；超高密度的光存储技术将把海量信息浓缩在一片片小小的存储介质之中，单片存储器的存储容量将达到万亿字节（Tb）。由Tb/s信息传输、T/s信息处理、Tb信息存储所构成的三“T”模式将成为人类数字化生存最显著的标志。由此可见，光电子技术在未来的信息社会中必将扮演重要的角色，将成为21 世纪科技发展的基石和支柱之一。而这些都离不开集成光电子学的发展。我们说20 世纪是电子世纪。电是由电子传导的，电子带有电荷，电子的运动及电信号易受电磁场干扰；电子具有有限的质量和惯性，因而电子传输信号的速率也受到限制。而光波是波长非常短、频率极高的电磁波，光子的静止质量为零，因而光传输的速率为光速，非常高；光子又是一种电中性粒子，因此光子的运动及光信号不受电磁场干扰。而电子学的发展又为我们更好地控制和使用光波奠定了基础。第一，利用微电子学中的半导体p-n 结和谐振腔相关技术产生激光，而且这种激光易于用电的方法控制；第二，利用电子学中的电磁波传输原理，发展包括光纤在的光波导，实现光信号的传输包括远距离传输；第三，电子学在发展过程中所发展起来的整套电子学技术，包括真空电子技术、半导体技术和光电-电光转换技术，架起了电子和光信息技术的桥梁。凡此种种使得光电子技术在信息领域的应用中迅速发展且有独特的优势。集成光电子学集中并发展了光学和微电子学的固有技术优势，将传统的由分立器件构成的庞大的光电子系统变革为集成光电子系统。由光电子学材料、光电子器件以及光电子器件集成化这三部分容构成的集成光电子学系统具有宽带、高速、高可靠、抗电磁干扰、体积小、重量轻等优点，可以被广泛用于光纤通信、信息处理、传感技术、自动控制、电子对抗、光子计算机等高技术领域。集成光电子学已成为现代光电子学的一个重要分支，各国从事光电子、光信息系统研究的专家、学者都意识到了集成光电子学系统的重要性。采用光纤连接可带来如下的优点：（1）电磁干扰小。这是因为在光导纤维中传输的光信号通常不会与在其附近出现的电信号相互作用。在彼此邻近的两根光纤之间也不会有显著的耦合。（2）因为在光纤中没有电流流动，不存在电的短路或接地问题。（3）在易燃区安全，不像电线或同轴电缆那样有发热及产生花火问题。（4）传输损耗小。光纤的损耗在一个相当宽的波长围非常小。而双绞线电缆及同轴电缆的损耗随频率增加而迅速增加。（5）性好，难以窃听。（6）尺寸小，重量轻。（7）价格低廉，原材料丰富。制造光导纤维所用的SiO2 是一种低廉而富的材料，而产生电线所用的铜则是日益稀缺的材料，其成本不断增加。（8）带宽很宽。同样的传输长度，光纤的传输带宽为10GHz甚至更高，而同轴电缆只有

伦敦大学学院集成电路与光子系统(研究)授课型研究生申请要求

伦敦大学学院集成电路与光子系统（研究）授课型研究生申请要求

伦敦大学学院简介学校名称伦敦大学学院学校英文名称University College London 学校位置英国 | 英格兰 | 伦敦 2020 QS 世界排名8 伦敦大学学院概述伦敦大学学院（University College London），英文简称UCL，建校于1826年，位于英国伦敦，世界著名的顶尖高等学府，为享有顶级声誉的综合研究型大学，其排名稳居世界各类权威榜单英国前五。伦敦大学学院位居2020QS世界大学排名世界第8 ，2020泰晤士高等教育世界大学排名世界第15，2020USNews世界大学排名世界第21 ， 2019软科世界大学学术排名（ARWU）世界第15 ，在REF 2014 英国大学官方排名中科研实力以及影响力均位列全英第1 。同时位列2018ARWU学科排名医疗技术世界第2，心理学、人体生命科学世界第3；2019QS学科排名中教育学、建筑学世界第1，人类学、考古学、解剖生理学世界前5 ，集成电路与光子系统（研究）专业简介 MRes学位旨在培养学生在信息、传感、通信、制造和个人医疗系统中制造连接电子和光子系统所需的技能。学生可以从电子、生物技术、电路和传感器、量子和纳米技术、机器学习和物联网等专业模块中进行选择。集成电路与光子系统（研究）专业相关信息专业名称集成电路与光子系统（研究）专业英文名称Connected Electronic and Photonic Systems Mres 隶属学院工程科学学院学制1年

语言要求雅思6.5（6）托福92（读写24听说20） GMAT/GRE 要求不需要 2020 Fall 申请时间11月学费(当地货币)28,530 集成电路与光子系统（研究）课程内容序号课程中文名称课程英文名称 1射频系统Radio frequency systems 2物联网嵌入式系统Embedded System for the Internet of Things 3电子传感器和仪器Electronic sensors and instrumentation 4射频电路和系统RF circuit and systems 5光子系统Photonic systems 6光纤通讯Optical fibre communication 7光传输网Optical transmission network 8电信商务环境Telecommunication business environment 9技术管理Management of Technology 10射频系统Radio Frequency Systems 11高级光子器件Advanced Photonic Devices 12光子子系统Photonic subsystems 13纳米技术Nanotechnology 14模拟集成电路Analogue integrated circuits 15计算机视觉Computer vision 16高级信息理论与编码Advanced information theory and coding 17灵活且可伸缩的电子产品Flexible and stretchable electronics 18高频电子和生物传感设备Devices for high frequency electronics and biosensing 19图像处理和图像编码Image processing and image coding 20纳米结构的物理和光学Physics and optics of nanostructures 21宽带技术和组件Broadband technologies and components

石墨烯光子学和光电子学

Nature Photonic | VOL 4 | SEPTEMBER 2010 Graphene photonics and optoelectronics F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan and A. C. Ferrari 石墨烯在光学和电子学方面的丰富的特性引起了广泛关注。除灵活性、鲁棒性和环境稳定性之外，石墨烯还具有高移动性和光透明性。目前的研究焦点是其基础物理和电子器件。但是，我们认为其真正的潜力在于光子学和光电子学方面，其独特的光学和电子性质的结合可以得到充分利用，甚至在没有带隙的情况下，利用狄拉克电子的线性色散也能实现超宽带可调谐性。最近的一些研究成果显示了石墨烯在光子学和光电子学方面的兴起，从太阳能电池和发光器件到触摸屏、光电探测器和超快激光器。 1、引言电子在石墨烯二维结构中运动时，其能量和动量之间满足线性关系，从而表现为无质量的狄拉克费米子[1-3]。因此，石墨烯的二维带电粒子气的电子特性可由相对论狄拉克方程来描述（而不是有着有效质量的非相对论薛定谔方程[1,2]），其类似于粒子的载流子具有零质量和约为1610-?s m 的等效的“光速”。石墨烯具有各种为二维狄拉克费米子所特有的输运现象，如特定整数和分数量子霍尔效应[4,5]，甚至当载流子的浓度趋于零时[1]，也具有约为h e /42 的“最低”电导率，以及Berry ’s 相所带来的具有π相移的Shubnikov –de Haas 振荡[1]。在悬浮样品中观测到的迁移率（μ）高达112610--s V cm 。将此特性与室温下的近弹道输运相结合，使石墨烯在纳米电子材料方面有潜在的应用[6,7]，特别是在高频方面[8]。石墨烯也有显著的光学性质。例如，尽管它仅有单原子厚度，但具有光学可视性[9,10]。其透射率（T ）可根据细微结构的参数来表示[11]。狄拉克电子的线性色散带来了宽带方面的应用。由于泡里阻塞而观测到饱和吸收[12,13]。非均衡载流子导致热照明[14,17]。化学和物理处理也能导致发光[18,21]。上述这些性质使石墨烯成为了理想的光子和光电材料。 2、电子和光学特性 2.1 电子特性单层石墨烯（SLG ）的电子结构可用紧束缚哈密顿算符来描述[2,3]。由于键和反键σ-带在能量上完全分离（>10ev 在布里渊区中心Γ），可在半经验计算中将其忽略，仅保留剩