极紫外光刻技术是支撑最先端半导体芯片制造工艺的关键核心技术，有力推动了3 nm工艺节点的量产以及2 nm工艺节点的研发进程。极紫外光刻中的随机缺陷是限制其良率提升的关键难题。一方面，急剧减小的光刻图形特征尺寸对光刻胶各组分化学结构的规整性要求越来越高，而光刻胶中存在的组分不均一、后烘过程中光酸迁移距离以及位置的不确定性等因素都会导致缺陷，这些统称为化学随机性问题。另一方面，极紫外光源的波长（13.5 nm）较短，致使其光子密度很低，仅为上一代ArF光刻工艺中所使用光源（193 nm）的1/14，因此光子的散粒噪声大幅增加，导致了不可避免的光子随机性问题。这些问题的存在，使得EUV光刻胶中的材料体系在分子尺寸、分布均一性等方面较上一代光刻材料有着更严格的要求。本文系统性综述了近年来针对极紫外光刻胶中上述随机性问题的研究，并从化学随机性、光子随机性以及计算模拟三个方向对研究现状进行了追踪。
极紫外 化学随机性 光子随机性 光刻胶 光酸迁移距离
1 长春理工大学光电工程学院光学工程系，吉林 长春 130022
2 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310027
提出一种反射型法布里-珀罗（FP）标准具和微环谐振腔级联的温度传感器。该温度传感器由光纤反射镜、FP标准具和微环谐振腔构成。利用强度探测的方法，仿真计算和实验验证表明，温度传感器具有较高的灵敏度和较低的探测极限。将宽带光源和滤波器组合作为实验的输入光源，反射型FP标准具起到滤波的作用，温度传感元件是微环谐振腔。仿真计算得出该温度传感器的灵敏度为2.1406 dB/℃。实验结果表明，该温度传感器的灵敏度为1.9434 dB/℃，探测极限为0.01 ℃。
传感器 光纤反射镜 法布里-珀罗标准具 微环谐振腔 强度探测 灵敏度 探测极限 光学学报
2022, 42(23): 2328002
1 杭州兰特普光电子技术有限公司，浙江 杭州 310058
2 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 310012
随着网络带宽需求呈爆发式增长，波分复用技术从主干网下沉到城域网和终端用户侧的接入网，作为波分网络核心器件的低成本可调谐半导体激光器日益受到关注。本文回顾了可调谐半导体激光器的发展历程，分类阐述了不同方案可调谐半导体激光器的工作原理和性能，评析了典型商用可调谐光模块的优缺点，并重点介绍了低成本V型腔可调谐激光器的研究和产业化应用进展。
激光器 半导体激光器 可调谐激光器 V型腔激光器 光学学报
2022, 42(17): 1714003
1 中国科学院半导体研究所,低维半导体材料与器件北京市重点实验室,中国科学院半导体材料科学重点实验室,北京 100083
2 中国科学院大学,北京 100049
3 如皋市化合物半导体产业研究所,如皋 226500
4 江苏秦烯新材料有限公司,如皋 226500
5 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049
6 中国科学院半导体研究所,超晶格与微结构国家重点实验室,北京 100083
采用液封直拉(LEC)法批量生长的直径2英寸(1英寸=2.54 cm)n型Te-GaSb(100)单晶的位错腐蚀坑密度(EPD)通常低于300 cm-2,达到无位错水平。本文利用X射线摇摆曲线以及倒易空间图(RSM)对这种GaSb单晶抛光衬底的晶格完整性和亚表面损伤情况进行了分析表征,结果表明经过工艺条件优化的化学机械抛光处理,GaSb单晶衬底表面达到原子级光滑,不存在亚表面损伤层。利用分子束外延在这种衬底上可稳定生长出高质量的Ⅱ类超晶格外延材料并呈现出优异的红外探测性能。在此基础上,对CaSb衬底材料的物性、生长制备和衬底加工条件之间的内在关系进行了综合分析。
衬底 液封直拉法 晶格完整性 位错腐蚀坑密度 倒易空间图 亚表面损伤 化合物半导体 GaSb GaSb substrate liquid encapsulated Czochralski method lattice perfection dislocation etch pit density RSM subsurface damage compound semiconductor
1 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室, 集成光电子研究中心, 浙江 杭州 310027
2 中国计量大学光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
通过在阵列波导的出口末端加入辅助波导,实现一种输入和输出通道数均为7(7×7),通道间隔为400 GHz的氮氧化硅阵列波导光栅路由器(AWGR),以提高损耗均匀性。利用引入的辅助波导调节在输出自由传输区的像平面处的场分布,通过优化其结构参数在像平面获得了平顶形状的场分布。与传统的AWGR相比,当光从中心输入通道输入时,带有辅助波导的AWGR所测得的输出损耗不均匀性从2.09 dB减少为0.76 dB;而当光从边缘输入通道输入时,输出通道输出的损耗不均匀性从1.99 dB降低为0.88 dB,可满足实际光通信、光互连等系统的需求。由于辅助波导的引入,中心通道的最小插入损耗从2.99 dB增加为3.82 dB,边缘通道的最小插入损耗从4.83 dB增加为5.46 dB。所有通道的串扰约为18 dB。
光学器件 波导 光栅 集成光学器件 导波应用 光学学报
2019, 39(11): 1123001
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Centre for Integrated Optoelectronics, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
2 Department of Optical Engineering, School of Opto-Electronic Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
Wide-range optical sensors based on a single ring resonator are investigated theoretically and experimentally. The sensor worked at the TE and TM modes simultaneously. Because the sensitivities of the TE mode and TM mode are different, the TE mode is used for the large measurement range, and the TM mode is used for the high sensitivity measurement. The experimental results showed that the measurement range for the TE mode was almost three times larger than that of the TM mode. A sensitivity of 233 nm/RIU was achieved for the wavelength interrogation of the TM mode.
130.3120 Integrated optics devices Chinese Optics Letters
2019, 17(3): 031301
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
2 College of Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310028, China
We present compact silicon-arrayed waveguide grating routers (AWGRs) with three different channel spacings of 20, 6.4, and 3.2 nm for optical interconnect systems. The AWGR with the 20 nm channel spacing shows a low loss of 2.5 dB and a low crosstalk of 20 dB and has a footprint of only 0.27 mm×0.19 mm. The AWGR with the channel spacing of 6.4 nm has loss ranging from 3 to 8 dB, and the crosstalk is 18 dB. As for the 3.2 nm channel spacing, the loss is about 4 dB, and the crosstalk is 12 dB.
060.1810 Buffers, couplers, routers,switches, and multiplexers 130.3120 Integrated optics devices 200.4650 Optical interconnects Chinese Optics Letters
2017, 15(3): 030603
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Centre for Integrated Optoelectronics, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
We demonstrate a polarization insensitive arrayed-input spectrometer using echelle diffraction grating (EDG) for hyperspectral imaging. The EDG consists of 65 input waveguides and 129 output waveguides, allowing spectral measurements of 65 image pixels at a time when used in combination with a micro-electromechanical system micro mirror array. The spectral resolution reaches 7.8 nm for wavelengths ranging from 1250 to 1700 nm. The measured loss is 2 dB, and the crosstalk is lower than 20 dB. The 3 μm silicon-on-insulator platform provides the device with polarization insensitive characteristics. The chip size is only 6 mm×10 mm.
130.3120 Integrated optics devices 130.7408 Wavelength filtering devices Chinese Optics Letters
2017, 15(8): 081301
1 成都理工大学 信息科学与技术学院, 成都 610059
2 西南技术物理研究所, 成都 610041
为了研究时间域上风廓线数据的质量控制问题, 采用后向传播神经网络修正灰色算法残差的方法(BP-GM), 进行了理论分析和实验验证。使用反向传播神经网络训练历史风廓线数据的灰色残差, 取得了风廓线质量控制数据。结果表明, 当相对误差和后验差比值越小、精度越接近1时, 质量控制效果越好;BP-GM法能有效地降低风廓线数据控制残差, 提高精度。这一结果对风廓线质量控制是有帮助的。
激光技术 质量控制 后向传播神经网络 灰色算法 laser technique quality control back propogation neural network grey method
1 浙江大学光电科学与工程学院， 浙江 杭州 300027
2 中国计量大学光学与电子科技学院， 浙江 杭州 300027
设计并制作了一种全集成的基于波长路由的光真延时（OTTD）模块。该模块由两个相同的通道间隔为1.6 nm的16×16阵列波导光栅路由器（AWGR）与一组波导延时线阵级联而成。测试结果表明该模块性能优异，工作波长通道间串扰小于-27 dB，光纤端到端峰值波长的插入损耗约为12 dB。采用矢量网络分析仪测试得到延时线阵提供的光延时步长为(6.24±0.4) ps。该模块中两个阵列波导光栅路由器及延时线阵均被集成在一块硅基片之上，并且都由二氧化硅(SiO2)波导制作而成，整个器件尺寸为3.5 cm×3.5 cm。
光学器件 集成光器件 光真延时 光控相控阵雷达 阵列波导光栅路由器
