刘文婧 1,2祝连庆 1,2张东亮 1,2,*郑显通 1,2[ ... ]刘铭 3
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学 光电信息与仪器北京市工程研究中心,北京 100016
2 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100016
3 华北光电技术研究所,北京 100015
双波段红外探测可对复杂的红外背景进行抑制,在军用目标识别、医疗诊断和污染监测等方面有重要应用价值。基于二类超晶格的双波段红外探测器在成本和性能方面具有很大的优势,成为新型红外探测器领域的研究热点。然而其暗电流和串扰会极大地影响双波段红外探测器的性能。因此,设计了nBn结构的InAs/GaSb超晶格中/长波双波段红外探测器,通过仿真比较不同结构的器件在不同偏压下的中波/长波通道的响应率和暗电流大小,分析势垒层厚度、吸收层厚度、不同区域的掺杂对暗电流和串扰的影响,从而得到最佳的模型参数达到减小暗电流和降低串扰的效果。仿真结果显示:nBn结构的中/长波双波段红外探测器在77 K下,中波通道的暗电流密度为4.5×10−5 A·cm−2,在0.3 V偏压下,2 µm处的峰值量子效率为64%,探测率可以达到3.9×1011 cm·Hz1/2·W−1;长波通道的暗电流密度为1.3×10−4 A·cm−2,在−0.3 V的偏压下,5.6 µm处的峰值量子效率为48%,探测率可以达到4.1×1011 cm·Hz1/2·W−1。相关结论可为器件设计和加工提供参考。
红外探测器 双波段 nBn InAs/GaSb超晶格 暗电流 infrared detector dual-band nBn InAs/GaSb superlattice dark current 
红外与激光工程
2023, 52(9): 20220837
袁国庆 1,2,3李红 1,2,3罗新建 2鹿利单 2祝连庆 1,2,3
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室,北京 100016
2 北京信息科技大学 光纤传感与系统北京实验室,北京 100016
3 北京信息科技大学 广州南沙光子感知技术研究院,广东 广州 511462
面向毛细管微反应器固相状态检测需求,提出了一种激发微管腔回音壁谐振的光纤楔形端面耦合器。建立了光纤楔形端面耦合模型,通过理论研究楔形端面与微管腔倏逝场耦合原理,仿真模拟楔形端面光场分布情况,并分析了光纤楔形端面与微管腔耦合谐振的光谱特征。研磨制备耦合器件,搭建实验系统进行实验验证。实验采集到洛伦兹凹谷型耦合谐振谱,与理论仿真分析相一致。谐振谱1563.074 nm波长附近的自由光谱范围约为1.734 nm,Q值约为6.15×103。所提出的光纤楔形端面耦合器具有较好的器件鲁棒性,耦合谐振结构简单,易于器件集成和小型化。
回音壁模式 毛细管 光纤耦合器 楔形端面 whispering gallery mode capillary fiber optical coupler wedge end-face 
红外与激光工程
2023, 52(9): 20220851
Author Affiliations
Abstract
1 School of Opto-Electronic Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
2 Key Laboratory of the Ministry of Education for Optoelectronic Measurement Technology and Instrument, Beijing Information Science & Technology University, Beijing 100192, China
We systematically investigate the influence of growth interruption time on the properties of InAs/GaSb type-II superlattices (T2SLs) epitaxial materials grown by molecular beam epitaxy (MBE). X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscope (AFM) are used to characterize the material quality and morphology. The full width at half maximum (FWHM) of the XRD 0th satellite peaks ranges from 32'' to 41'', and the root mean square (RMS) roughness on a 5 μm×5 μm scan area is 0.2 nm. Photoluminescence (PL) test is used to reveal the influence of the growth interruption time on the optical property. Grazing incidence X-ray reflectivity (GIXRR) measurements are performed to analyze the roughness of the interface. The interface roughness (0.24 nm) is optimal when the interruption time is 0.5 s. The crystal quality of T2SLs can be optimized with appropriate interruption time by MBE, which is a guide for the material epitaxy of high performance T2SL infrared detector.
光电子快报(英文版)
2023, 19(3): 155
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of the Ministry of Education for Optoelectronic Measurement Technology and Instrument, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100059, China
A compact Fano resonant temperature sensor composed of a micro-ring resonator (MRR) coupled double-T-shaped waveguide is developed. The coupling gap and coefficient of the device are optimized by the finite difference time domain (FDTD) method. The maximum slope ratio (SR) of the MRR-coupled single-T-shaped waveguide is -2.13 dB/nm. The SR of the double-T-shaped waveguide is -49.69 dB/nm which is 23 times that of the single-T-shaped waveguide. The simulation results show that the temperature sensitivity of optical intensity decreases with increasing temperature in the range from 303.6 K to 343.8 K. The wavelength-temperature sensitivity of the double-T-shaped waveguide microring is 76.5 pm/K. After introducing the double-T-shaped waveguide structure, the device's performance is greatly improved, and the double-T-shaped waveguide has a good application prospect as a temperature sensor.
光电子快报(英文版)
2023, 19(3): 139
Author Affiliations
Abstract
1 School of Instrument Science and Opto Electronics Engineering, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100016, China
2 Department of Precision Instrument Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
To improve the integration of Fano devices, we design a T-shaped waveguide coupling micro-ring resonator (MRR) structure to achieve a single cavity with Fano resonance in the whole spectral bands. The mathematical relationship between the phase factor, the coupling coefficient of the bus waveguide, and the Fano resonance slope extinction ratio (ER) is established. The electron beam exposure process is used to obtain a device with an insertion loss of ~3 dB. The maximum ER of the Fano lineshape exceeds 15 dB, and the slope ratio (SR) is 251.3 dB/nm. This design improves the compactness of the Fano resonant device.
光电子快报(英文版)
2022, 18(7): 398
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electro-Optical Engineering, Changchun University of Science and Technology, Jilin 130022, China
2 Key Laboratory of the Ministry of Education for Optoelectronic Measurement Technology and Instrument, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100192, China
3 Beijing Laboratory of Optical Fiber Sensing and System, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100016, China
To enhance the optical computation's utilization efficiency, we develop an optimization method for optical convolution kernel in the optoelectronic hybrid convolution neural network (OHCNN). To comply with the actual calculation process, the convolution kernel is expanded from single-channel to two-channel, containing positive and negative weights. The Fashion-MNIST dataset is used to test the network architecture's accuracy, and the accuracy is improved by 7.5% with the optimized optical convolution kernel. The energy efficiency ratio (EER) of two-channel network is 46.7% higher than that of the single-channel network, and it is 2.53 times of that of traditional electronic products.
光电子快报(英文版)
2022, 18(3): 181
张春芳 1,2柳渊 1,2巩明亮 1,2刘炳锋 2,3[ ... ]祝连庆 1,2
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100096
2 光电测试技术及仪器教育部重点实验室,北京 100016
3 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230002
4 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130012
红外探测技术在卫星侦察、**制导、天文观测、医疗检测、现代通信等重要领域发挥着关键作用。II类超晶格(T2SLs)红外探测器作为继碲镉汞探测器之后的新一代红外探测材料,在稳定性、可制造性和成本等方面具有独特优势。势垒型InAs/InAsSb T2SLs红外探测器是最具潜力的T2SLs红外探测器之一,近年来其关键性能得到了稳步提高,但仍受吸收系数低、异质外延生长困难和暗电流大等因素的制约。文中综述了III-V族T2SLs的发展历程,分析了势垒型InAs/InAsSb T2SLs红外探测器的不同势垒结构、关键性能和发展趋势,指出了势垒型InAs/InAsSb T2SLs红外探测器需要解决的关键问题和未来发展方向。
红外探测器 T2SLs InAs/InAsSb 势垒结构 infrared detector Type-II superlattice InAs/InAsSb barrier structure 
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220667
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室,北京 100192
2 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光纤传感与系统北京实验室,北京 100016
硅基光子集成谐振腔作为光学敏感单元对芯片级光学陀螺的性能起着至关重要的作用。以互易敏感增强型双微环架构的光子集成陀螺谐振腔为研究对象,通过时域有限差分法仿真分析了双微环谐振腔的关键结构参数,并通过搭建仿真链路研究了微环谐振腔的品质因子、精细度与耦合系数、传输损耗的内在关系。在此基础上,选取典型结构参数设计版图,基于无源硅基光子集成工艺的多项目晶圆流片制备了双微环谐振腔器件。测试结果表明,当微环半径为500 μm、波导与微环的耦合系数为0.3时,在工作波长1550 nm附近微环的自由光谱范围为0.182 nm,3 dB带宽为0.045 nm,精细度为4.04,品质因子约为3.4×104。本研究结果为双微环谐振腔的进一步优化设计提供了依据。
集成光学 陀螺 双微环谐振腔 绝缘体上硅 耦合系数 品质因子 
激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1313001
毕付 1,2张东亮 1,2,*鹿利单 1,2祝连庆 1,2,**
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,光电测试技术及仪器教育部重点实验室,北京 100192
2 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,光纤传感与系统北京实验室,北京 100016
集成光子技术引领了小型化光学器件的发展,可以在单块芯片上实现非常复杂的功能。许多集成光学器件,如分光器、谐振器、激光器、放大器、滤波器和调制器等均已实现单片集成或者混合集成,各国在设计、制造复杂的光子集成器件投入了大量的研究工作。通过集成光学技术制造的光学陀螺仪可以有效减小陀螺仪的重量和尺寸,降低成本和功耗,并增加系统的可靠性,性能指标也逐渐提升,具有良好的发展潜力。本文介绍了国内外集成光学陀螺仪敏感单元的研究状况,简要分析了当前通过采用不同材料平台和新型谐振结构设计提升集成光学陀螺仪性能的研究特点,期望有助于该领域的研究人员对集成光学陀螺技术的最近进展有比较全面的了解。
集成光学 陀螺 谐振腔 惯性器件 
激光与光电子学进展
2021, 58(7): 0700005
作者单位
摘要
北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室, 北京 100192
提出了一种基于10.6 μm波长的小型化非线性全光衍射深度神经网络建模方法。采用波长为10.6 μm的二氧化碳(CO2)激光光源,其对应的神经网络物理尺寸为1 mm×1 mm,依据相关的光学物理参数特性,构建了基于10.6 μm波长的非线性全光衍射深度神经网络模型框架,使用网格搜索法确定最优的神经网络模型超参数,并选择交叉熵损失函数和Adam优化器对神经网络进行了优化。分别在MNIST手写数字数据集和Fashion-MNIST数据集上对该方法进行了测试,其分类结果分别达到了0.9630和0.8743。所提方法为制备小型化的全光衍射光栅提供了理论参考。
光计算 非线性全光衍射深度神经网络 激活函数 10.6 μm; 深度学习 
激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0820001

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