中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室， 吉林长春130033
为了实现在8寸化学机械抛光设备上进行小尺寸镀铜InP晶圆的减薄抛光工作，提高设备的兼容性，缩减工艺步骤，减少过多操作导致InP晶圆出现裂纹暗伤和表面颗粒增加等问题，自制特殊模具，使小尺寸InP晶圆在8寸化学机械抛光设备上进行加工，再根据InP晶圆易碎的缺陷问题，通过调整设备的抛光头压力、转速和抛光垫的转速等相关工艺参数，使其满足后续键合工艺的相关需求。实验结果表明：在使用特殊模具下，当抛光头的压力调整为20.684 kPa、抛光头与抛光垫的转速分别为：93 r/min和87 r/min时，InP晶圆的表面粗糙度达到：Ra≤1 nm；表面铜层的去除速率达到3 857×10-10/min；后续与8寸晶圆的键合避免键合位置出现空洞等缺陷，实现2寸InP晶圆在8寸设备上的CMP工艺，大大降低了CMP工艺成本，同时避免晶圆在转移过程中出现表面颗粒度增加和划伤的情况，实现了InP晶圆与Si晶圆的异质键合及Cu互连工艺。
化学机械抛光 磷化铟 去除速率 键合 表面粗糙度 chemical mechanical polishing InP removal rate bonding surface roughness
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院，天津 300072
2 天津大学 电气自动化与信息工程学院，天津 300072
3 贵州大学 物理学院，贵州 贵阳 550025
光学频率梳在光通信、光谱学等领域有广泛的应用。平坦度是光学频率梳重要的性能指标。使用级联相位调制器和强度调制器产生光学频率梳的方法，是让叠加的谐波驱动调制器，通过调节驱动电信号的幅度和相位以及强度调制器的偏置电压，可以实现平坦度好的光学频率梳。首先，建立光学频率梳的优化问题模型，通过差分进化算法得到上述各个参数，并得到在不同叠加微波驱动信号下的平坦光学频率梳。其次，固定某一微波驱动信号的相位，在同一优化问题下使用同样方法得到微波驱动信号的其他参数，并分析生成的平坦光学频率梳性能。最后，搭建实验系统，根据仿真得到的优化参数确定实验参数，并得到相应的光学频率梳。研究表明，当采用基频和三次谐波驱动相位调制器、采用四次谐波驱动强度调制器时，可以产生13根谱线的光学频率梳，仿真和实验时的平坦度分别为0.27 dB和0.83 dB。当采用基频、三次谐波和五次谐波同时驱动相位调制器和强度调制器时，可以产生19根谱线的光学频率梳，仿真显示其平坦度为0.56 dB。以上仿真和实验结果证明了所提方法的可行性和鲁棒性。
光学频率梳 相位调制器 强度调制器 叠加谐波 optical frequency comb phase modulator intensity modulator combined harmonics 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220756
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-Intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Department of Physics, Shanghai University, Shanghai 200444, China
5 School of Physics and Electronic Engineering, Xinxiang University, Xinxiang 453003, Henan, China
We investigate off-axis phase-matched terahertz (THz) radiation in laser plasma pumped by few-cycle laser pulses. We find that the THz amplitude and angular distributions in the far field are sensitively dependent on the pump pulse's focal carrier-envelope phase (CEP). Ring-like profiles of THz radiation are obtained at CEP values of 0.5 π and 1.5 π, due to the inversely symmetric local THz waveforms emitted before and after laser focus. Off-axis phase-matched THz radiation offers a tool to accurately measure the CEP of few-cycle pulses at the center of a medium.We investigate off-axis phase-matched terahertz (THz) radiation in laser plasma pumped by few-cycle laser pulses. We find that the THz amplitude and angular distributions in the far field are sensitively dependent on the pump pulse's focal carrier-envelope phase (CEP). Ring-like profiles of THz radiation are obtained at CEP values of 0.5 π and 1.5 π, due to the inversely symmetric local THz waveforms emitted before and after laser focus. Off-axis phase-matched THz radiation offers a tool to accurately measure the CEP of few-cycle pulses at the center of a medium.
terahertz radiation carrier-envelope phase laser plasma off-axis phase-matching 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0736001
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Physics Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China
4 Physics and Electronic Engineering Department, Xinxiang University, Xinxiang 453003, China
We demonstrated a scheme to differentiate the high-harmonic generation (HHG) originating from the surface states and bulk states of the topological insulator . By adopting two-color mid-infrared laser fields on , we found that the nonlinear response sensitively depends on the relative phase of the driving fields. The even harmonics arise from the surface states with a clear signature, whose modulation period equals the cycle of the second-harmonic generation (SHG) field. We reveal that the weak SHG perturbs the nontrivial dipole phase of the electron-hole pair in surface states, and thus leads to the modulation of HHG. It provides a means to manipulate the ultrafast dynamics in surface states through adopting a weak perturbing laser field.
high-harmonic generation topological insulators two-color laser fields Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 043801
1 天津大学电气自动化与信息工程学院，天津 300072
2 贵州大学物理学院，贵州 贵阳 550025
传统的光束偏转技术由机械装置实现，然而机械装置具有机械惯性，会导致光束抖动。基于液晶空间光调制器（LCSLM）的新型光束偏转技术不仅能够克服机械惯性的缺陷，而且能够实现单光束输入、多光束输出，无需使用多个装置即可同时控制多光束偏转。为了实现多目标的光束跟瞄，本团队提出了一种基于多光束生成方法的多目标同步跟踪和瞄准方案，该方案将相机作为位置探测器，并使用LCSLM偏转光束对目标进行跟瞄。此外，本团队设计并搭建了双目标的同步光束跟踪和瞄准实验系统，当目标分别以2、3、4、5 mm/s的速度移动时，光束跟瞄的测量均方根误差分别为2.7045、5.6014、8.3823、11.9011 μrad。此双目标跟瞄系统有望应用于激光通信网络的双光束跟踪中。
光学器件 空间光调制器 衍射光栅 相位调制 多光束生成 运动估计 目标跟踪
北京工业大学信息学部嵌入式系统重点实验室, 北京 100124
设计了一种基于先进外设接口(APB)总线的单线数字接口(OWI), APB总线可以配置接口参数并读取接口的状态、数据信息, 有着较强的灵活性与可监测性。该接口通过一根公用的数据线实现主机与一个或多个从器件之间的半双工双向通信。相比于其他通信接口, 线路简单, 节约了 I/O口资源, 降低了硬件成本。本文基于单线传输协议, 对数据传输时序以及状态机进行了设计, 通过寄存器转换级(RTL)仿真与可编程阵列逻辑(FPGA)验证, 结果显示数据可以稳定正确地通过单线接口进行传输, 数据传输速率可达 100 kHz。
单线数字接口 APB总线 状态机 RTL设计 FPGA验证 RTL验证 OWI APB bus state machine RTL design FPGA verification RTL verification 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(10): 1046
1 湖北省地震局 地震预警湖北省重点实验室, 武汉 430071
2 武汉地震科学仪器研究院有限公司, 武汉 430071
为了研究列车进出站的环境振动特征, 验证理论研究结果, 利用实测的地铁进、出站振动数据, 并结合列车进、出站的加速度变化模型, 在时域上统计列车振动波形的峰值、幅值变化和持续时间特征, 在频域上分析列车振动波形的频率分布和加速度振级特征。结果表明：列车出站振动峰值有大于进站振动峰值的趋势;轨道减振措施使竖向高频振动分量受到衰减, 而水平方向的高频分量保留, 从而导致列车运行速度较低时竖向与水平向振动峰值相近; 不同测点的加速度振级在多个频点出现差异, 但对同一个位置的振动来说, 监测到的进站和出站的加速度振级曲线十分相似; 经对比, 实测分析结果与理论研究成果相符。
地铁列车进出站振动 频谱分析 加速度振级 现场振动实测 inbound and outbound vibration spectral analysis acceleration levels in-situ vibration measurement
1 绵阳职业技术学院 电子与信息学院，四川 绵阳 621000
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
温度对分布式反馈(DFB)激光器的性能指标和工作寿命有着重要影响。针对宽温度范围下的激光器应用，分析了激光器温控系统的研究现状及趋势，给出了温控系统的设计原理，采用线性驱动与PID闭环控制方法，应用模拟器件，研制了一种DFB激光器的模拟控温检测系统，并利用该系统对1550 nm的DFB激光器进行了试验验证。结果表明，系统在−55 ℃～70 ℃的全温度范围下，保持长时间工作（≥2 h），激光器的工作状态稳定，中心波长未出现漂移。系统的温度控制精度随着工作环境温度的范围不同而有所差异，在室温环境下可达到±0.02 ℃，在全温范围内控制精度在±0.8 ℃以内，跟踪误差小于±0.5 dB。与传统的激光器温控系统相比，本系统工作温度范围宽、控制精度高，且体积小、成本低、简单可靠，对于温度环境要求较为严苛的DFB激光器应用场景，具有重要的工程实践意义。
TEC驱动 PID补偿 分布式反馈激光器 运算功率放大器 TEC driver PID compensation distributed feedback laser operational power amplifier 强激光与粒子束
2021, 33(11): 111014
北京理工大学信息光子技术工业和信息化部重点实验室, 北京 100081
光频域反射技术(OFDR)是高空间分辨率和高精度光纤链路性能检测和分布式光纤传感的重要技术途径。其中,激光在宽范围扫频下的扫频非线性和相频噪声是有待解决的关键问题。报道了基于延迟自外差光锁相的激光扫频非线性和相频噪声控制方法,实现了扫频范围为8 GHz、扫频速度为160 GHz/s的低相频噪声高线性激光扫频。基于该扫频激光进行了光纤链路损耗测量和分布式光纤应变传感实验,实现了动态范围为27 dB、空间分辨率为4.3 cm的240 km光纤链路损耗测量以及空间分辨率为5 cm的分布式光纤应变传感。实验验证了锁相控制激光扫频误差的有效性和优越性。
光学学报
2021, 41(13): 1306003
1 中国科学院物理研究所 清洁能源重点实验室，北京 100190
2 中国科学院大学，北京 100049
在最近的实验中，PN结型量子阱结构被观察到反常的载流子输运情况，其相应的物理机制和载流子输运模型被提出。通过系统实验观察到，PN结量子阱结构材料在共振激发模式下，仍可测出开路电压或短路电流。对比开路和短路情况下的光致荧光（PL）光谱，发现短路下PL强度明显降低。这说明短路状态下的光生载流子没有被限制在量子阱内，而是逃逸出结区。这种载流子逃出量子阱的现象却没有在等量偏压下的NN型量子阱结构中发现，说明载流子逃出量子阱并非由传统的热激发或隧穿的作用导致。据此，笔者提出了相应的物理机制和载流子输运模型对此现象进行解释，认为光生载流子能在PN结内建电场的作用下直接逃出量子阱，并且辐射复合发光发生在载流子逃逸过程之后。
探测器 量子阱 载流子输运 photodetector quantum well carrier transport 红外与激光工程
2021, 50(1): 20211007
