1 西安空间无线电技术研究所，陕西 西安 710000
2 西安工业大学 光电工程学院 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室，陕西 西安 710021
凸非球面反射镜在反射式光学系统中的应用非常广泛，但其面形高精度检测一直是光学制造领域的难题。为了实现小口径、深度凸非球面的面形高精度检测，提出了一种基于计算全息图（Computer Generated Hologram，CGH）的零位干涉检测技术。首先，详细阐述了该技术的检测原理和方法，给出了计算全息中补偿测试全息和对准标记全息设计过程中的技术要点；然后结合工程应用，针对口径15 mm、顶点曲率半径11.721 mm、非球面度达到72 μm的深度凸非球面，设计并制造了相应的CGH补偿元件，完成了相应零位干涉检测系统的搭建和检测实验；最后，与Luphoscan的检测结果交叉对比，验证了该检测方法的准确性。该技术为小口径凸非球面的高精度检测提供了一种有效的方法，具有显著的工程应用价值。
面形检测 凸非球面 计算全息图 干涉 shape measurement convex aspheric computer generated hologram (CGH) interference 红外与激光工程
2022, 51(9): 20220190
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室，北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院，北京 100049
铌酸锂薄膜调制器具有体积小、带宽高、半波电压低的优点，在光纤通讯和光纤传感领域具有重要应用价值，是近年来的研究热点。本文梳理了铌酸锂薄膜调制器的波导结构、耦合结构、电极结构的研究进展，总结了LN薄膜波导的制备工艺，并深入分析了不同结构调制器的性能。基于SOI和LNOI结构，薄膜调制器实现了VπL<2 V∙cm，双锥形耦合方案实现了耦合损耗<0.5 dB/facet，行波电极结构实现了调制带宽>100 GHz。铌酸锂薄膜调制器的性能在大多数方面优于目前商用铌酸锂调制器，随着波导工艺进一步提升，将成为铌酸锂调制器的热门方案。最后对铌酸锂薄膜调制器的发展趋势和应用前景进行了展望。
铌酸锂薄膜 LNOI 电光调制器 lithium niobate thin-film LNOI electro-optic modulator
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子国家重点实验室，北京 100083
2 中国科学院半导体研究所 光电子器件国家工程研究中心，北京 100083
3 中国科学院大学材料科学与光电工程中心，北京 100049
近年来，基于薄膜铌酸锂（TFLN）平台的高性能电光调制器以其小体积、低能量损耗等特点受到广泛关注。本文提出了一种新的具有垂直电极结构的Y波导铌酸锂薄膜电光调制器。研究了调制器的半波电压与缓冲层厚度之间的关系，优化了Y波导的设计参数，最后设计得到插入损耗<5 dB，半波电压<1.5 V的高性能调制器。本文不仅为基于TFLN平台的小型化波导的设计和实现提供了思路，而且为制造高性能和多功能的电光调制器提供了实验依据。
电光调制器 TFLN Y波导 electro-optic modulator TFLN Y-junction waveguide
航空工业集团昌河飞机工业集团,江西 景德镇 330034
激光填粉焊接技术可实现大裕度、高质量的柔性焊接,相较于传统焊接技术具有不可比拟的优势。基于GH3030高温合金开展相关工艺试验,研究了不同的激光功率、扫描速度、离焦量对焊接表面形貌、抗拉强度的影响,并分析了不同离焦量下的金相组织。在激光功率2 100 W、扫描速度900 mm/min、离焦量为+2 mm时,可以获得一定熔宽且均匀连续、无缺陷的焊缝；在较优的工艺参数下,焊接后抗拉强度优于母材。各工艺参数的选取对焊接接头的抗拉强度影响很大,在实现良好冶金结合的前提下,避免晶粒粗大、组织疏松是提升抗拉强度的关键。
填粉焊接 高温合金 抗拉强度 晶粒粗大 工艺参数 filler welding superalloy tensile strength coarse grain process parameters
1 北京交通大学理学院光信息科学与技术研究所发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044
2 中国科学院半导体研究所集成光电子学实验室，北京 101408
光通信系统中，高阶调制技术能以较低的电子速率实现更高的系统容量和更高的频谱效率，四阶脉冲幅度调制(PAM4)为以太网高速通信提供了一种有效可行的解决方案。为了满足集成化、低成本的需要，提出一种 PAM4传输方案，并利用商用 2.5GHz光器件通过双通道耦合的方法，实现了 5Gbit/sPAM4信号的传输实验方案; 并设计一种离线 DSP方案，对传输实验结果的数据进行优化。测试结果显示得到了较好的眼图，表明该方案应用于短距互联，可提高系统传输效率。
光模块 四阶脉冲幅度调制 光纤通信系统 数字信号处理 opticalmodule PAM4 opticalfibercommunicationsystem DSP
1 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing00049, China
2 State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing100083, China
过去的几十年中，结构光照明在三维立体成像和计算机视觉有着重要的应用。然而，传统结构光产生系统结构复杂、体积庞大，这严重限制了它的潜在应用价值。提出了一种用于产生结构光的紧凑型的光电集成芯片，这种芯片基于绝缘体上的硅（SOI）材料。该方法具有结构简单、输出稳定、设计灵活等优势。不同于传统的结构光发生系统，该方法中，光束的强度及相位调制以及光束间的相互干涉都是由片上系统操控的。这有效避免了外界扰动对光斑质量的影响，同时提升了系统的便携性。实现了全片上调控的红外结构光产生系统。该结构光芯片大小仅为0.5×0.5 mm，可以产生约200×200 μm的结构光照明区域。芯片照明区域的大小和结构光的单元结构周期与光栅的结构设计和光源波长相关。此外，通过设计合理地设计芯片上的元件布局，我们可以得到多种不同结构的照明图样。
集成光学 结构光 片上 光栅 integrated optics structured illumination on-chip gratings
1 北京交通大学 理学院 光信息科学与技术研究所, 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
2 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
利用时域有限差分法, 对基于绝缘体上硅(SOI)的微环谐振腔的微环波导宽度对传输性能、Q值的影响进行了理论分析与仿真。研究结果表明, 单模条件下, 波导越宽, Q值越大。仿真优化结果表明微环半径为10μm、微环波导宽度为600nm时, 1.55μm附近的谐振峰的消光比为18.2dB, 计算出Q值约为2.2×105。进一步研究了微环与直波导间距、平板高度对Q值的影响。耦合间距增大时, 由于耦合效率降低, Q值则逐渐提高; 随着平板区厚度的减小, 辐射损耗会越小, 因此Q值增大。研究结果为微环谐振腔的进一步优化和设计提供了参考。
集成光学 微环谐振腔 时域有限差分法 波导损耗 品质因子 integrated optics microring resonator FDTD waveguide loss quality factor
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
嫦娥卫星中的紫外月球敏感器是一种以月球为姿态参考源的大视场成像式光学姿态敏感器。为了提高敏感器的环形视场和中心视场的高同轴度和对称度，需要对敏感器中的八棱锥反射镜进行高同轴度的法兰孔(内孔)加工，并与广角物镜进行高同轴度的精密装配。目前八棱锥反射镜的法兰孔(内孔)加工采用修切垫圈的方法完成，该方法装调反复、精度低。提出一种八棱锥反射镜高精度光学定心加工方法，该方法能够快速准确地找出其均方中面，并实现法兰孔的精密加工。在完成广角物镜定心加工后，可实现二者的高同轴度装配。装调结果证明，八棱锥8 个反射像的误差达到17.3″，优于设计值30″，法兰孔的同轴度和安装端面的跳动量均优于0.005 mm。整机装调后，八棱锥反射镜8 个子视场和物镜中心视场的对称度达到0.01 mm。该敏感器的装调在卫星绕月飞行中得到成功验证。
探测器 紫外月球敏感器 光学装调 光学定心加工 均方中面 激光与光电子学进展
2016, 53(1): 012203
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
We report a compact 2×2 Mach–Zehnder interferometer (MZI) electro-optic switch fabricated on a silicon-on-insulator using standard complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) processes. With a short modulation arm length of 200 μm, the crosstalk is reduced to 22 dB by the new modulation scheme of push–pull modulation with a pre-biased π/2 phase shift. The new modulation scheme can also work with a fast switching time of about 5.4 ns.
130.4815 Optical switching devices 130.3120 Integrated optics devices 200.4650 Optical interconnects Chinese Optics Letters
2015, 13(6): 061301
中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
硅光子学在近几年迅猛发展，各国重要的研究机构和产业部门纷纷加入竞争，不断刷新各种器件的性能指标记录。全硅基电光调制器作为该领域中极其重要的研究方向之一，受到国内外同行的广泛关注。随着全硅基电光调制器研究工作的积累和深入，高速率（大于等于50 Gbit/s）、低功耗（小于等于40 fJ/bit）和小尺寸（小于等于100 mm2）等关键性能逐步提升。目前，调制速率的最新研究结果已突破了60 Gbit/s 并向更高目标迈进，未来在极低功耗和规模集成等方面还将出现较大突破，适应巨容量光通信、高密度光互连、大数据光传感等应用技术的需要。
硅光子学 电光调制器 高速率 低功耗 小尺寸 激光与光电子学进展
2014, 51(11): 110009
