：在303 K～393 K 的温度范围内，首先采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术（ATR-FTIR），分别研究了二甲基硅油的一维红外光谱，二阶导数红外光谱，去卷积红外光谱和四阶导数红外光谱。实验发现：在1800 cm－1～600 cm－1 的频率范围内，二甲基硅油主要存在着CH3伸缩振动模式（νSi-CH3）、CH3 变形振动模式（δSi-CH3）、CH3 摇摆振动模式（ρSi-CH3）、Si-O 伸缩振动模式（νSi-O）和Si-C 伸缩振动式（νSi-C）等5 种红外吸收模式。以二甲基硅油的δSi-CH3 为研究对象，进一步开展相关二维红外光谱的研究，考查温度对于二甲基硅油 δSi-CH3 红外吸收强度变化的影响。实验发现：二甲基硅油δSi-CH3在1253 cm－1 和1258 cm－1 频率处有红外吸收峰，而随着测定温度的升高，δSi-CH3 红外吸收强度的变化快慢顺序为：1258 cm－1＞1253 cm－1。本项研究拓展了 ATR-FTIR 技术在二甲基硅油热变性方面的研究范围。
一维红外光谱 二阶导数红外光谱 去卷积红外光谱 四阶导数红外光谱 二维红外光谱 二甲基硅油 热变性 one-dimensional infrared spectroscopy second derivative infrared spectroscopy deconvolution infrared spectroscopy fourth derivative infrared spectroscopy two-dimensional infrared spectroscopy silicone oil thermal denaturation
基于标准CMOS工艺的p+源/漏区和n阱, 设计了两种楔形瓣状结构的正向注入型硅基发光二极管(Si-LED), 采用UMC 0.18 μm 1P6M CMOS工艺设计制备。测试结果表明, 正向注入型p+/n-well二极管的发射波长位于近红外波段, 峰值波长在1 130 nm附近, 且工作电压小于2 V, 与标准CMOS电路兼容。其中, 八瓣结构的Si-LED (TS2)在200 mA时的发光功率可达1 200 nW, 且未出现饱和, 而注入电流为40 mA时的最大功率转换效率达5.8×10-6, 约为四瓣结构器件(TS1)的2倍。所研制的Si-LED具有工作电压低、转换效率高等优点, 有望在光互连领域得到应用。
硅基发光二极管 正向注入 楔形结构 标准CMOS工艺 Si-based light emitting diode forward-injection wedge configuration standard CMOS technology
建立了一个光载无线通信(RoF)与功率放大器(PA)结合的无线通信系统的数字预失真仿真结构, 使用Matlab软件建立RoF和PA的模型, 并运用间接学习结构的预失真方法和最小均方误差(LMS)算法搭建了预失真仿真系统, 采用联合补偿和单独补偿两种方式的补偿结构, 分析了两种结构的优缺点。通过功率谱密度图的对比, 分析了两种补偿方式的效果。仿真结果表明, 预失真处理有效地补偿了RoF与PA组成的无线通信系统的非线性。
预失真 光载无线通信 功率放大器 非线性 predistortion RoF PA nonlinear
基于UMC 0.18μm CMOS工艺, 设计了一种2Gb/s传输速率的宽动态范围光接收机前端放大电路。采用对数放大器来增大接收机的输入动态范围, 前置放大器采用差分共源跨阻放大器, 并使用有源电感做负载来增大带宽。实验结果表明: 该接收机前端电路的增益为80dB, 3dB带宽为2.3GHz, 2.5Gb/s输出眼图良好, 输入动态范围为60dB(1μA～1mA)。
光接收机 动态范围 对数放大器 跨阻放大器 optical receiver dynamic range logarithmic amplifier transimpedance amplifier CMOS CMOS
光子集成作为未来全光网络发展的必然趋势, 是实现高速光通信的重要解决方案。正如硅基集成电路的发展历程一样, 找到一种类似晶体管的基本集成单元, 并实现光子集成的大多数功能是目前光子集成技术中最迫切的问题。近年来, 由于半导体环形谐振器的功能多样性和可集成性, 使其最有可能成为光子集成的基本单元, 因而成为集成光子学、光通信和光信息处理领域的研究热点。文章在介绍半导体环形激光器工作原理和基本特性的基础上, 总结了InP基环形波导激光器在集成光源及光信息处理方面的应用和最新进展。
半导体环形激光器 单向双稳态 集成光源 光信息处理 磷化铟 semiconductor ring laser unidirectional bistability integrated light source all-optical signal processing InP
1 天津大学 电子信息工程学院， 天津 300072
2 天津工业大学 信息与通信工程学院， 天津 300161
采用无锡华润上华(CSMC) 0.5 μm 标准CMOS工艺，设计并制备了一种新型的高发光功率载流子注入型三端Si-LED器件。该器件在p型衬底上进行n+掺杂，与p衬底形成两个相对的n+p结，其中一个结正向偏置，发出峰值波长在1 100 nm附近的红外光；另一个结同样正偏，作为注入结对发光进行调制。测试结果显示：第三端注入载流子明显增强了总体的发光功率，在10 mA偏置电流、3 V调制电压下，可获得1 nW的光功率，与单结相比提高了两个数量级。由于工作电压低，该器件可与目前主流的CMOS工艺共电源单芯片集成，在光电集成领域具有一定的应用前景。
硅基LED 标准CMOS 发光器件 正向注入发光 光电集成 Si-LED standard CMOS light emitting device carrier injection OEIC
1 天津大学电子信息工程学院, 天津 300072
2 中国电子科技集团公司第13研究所, 河北 石家庄 050051
3 天津工业大学信息与通信工程学院, 天津 300160
由于半导体微环激光器(SML)具有波长转换、可调谐和光学双稳态等特点，因此成为全光逻辑和全光存储领域的研究热点。在分析背散射耦合系数与SML工作区域（双向连续波、双向交替振荡和单向双稳态）的基础上，优化设计了环形谐振腔的结构参数和工艺流程，研制出一种低阈值、直接进入单向双稳态工作的InP基微环激光器。测试结果表明，激光器的中心激射波长为1569.65 nm，阈值电流为56 mA，当驱动电流超过阈值电流后，器件可不经过双向工作区直接进入单向双稳态，降低了双稳态工作的电流和功耗，非常适合用作光随机存储器单元。
激光器 光学微腔 微环激光器 低阈值 单向双稳态 磷化铟
利用有限元法(FEM)分析了大横截面SOI(Silicon-on-insulator)脊型波导的本征模式分布, 确定了脊型波导的单模条件。在保证单模传输的情况下, 模拟了SOI微环谐振器中波导耦合器的耦合长度、功率耦合系数与波导尺寸和间距的关系。模拟结果表明：对于W=1 μm, H=2 μm的SOI脊型波导耦合器, 耦合长度LC随波导间距d的增加而增大, 功率耦合系数随之减小。在波导间距d＜0.8 μm的情况下, 耦合长度LC随着归一化脊高r的增加而增大, 当d＞0.8 μm时, 耦合长度LC随r的增加而减小。模拟结果为SOI微环谐振器的设计和应用提供了理论依据。
集成光学 微环谐振器 单模条件 波导耦合器 integrated optics microring resonator single mode condition waveguide coupler
对硅基微环光学谐振器建立了一种基于Spice的器件模型,该模型可以作为集成光路的基本元件应用于集成光路的计算机模拟。应用该模型分析了双环以及多环光学滤波器光路。计算得到双环光学滤波器耦合系数与系统增益以及3 dB带宽的关系,结果表明,微环数目越大,谐振特性越陡峭,具有更好的滤波特性。
集成光学 环形谐振器 等效模型 传输特性
