1 复旦大学物理学系，应用表面物理国家重点实验室，上海市超构表面光场调控重点实验室，上海 200433
2 复旦大学光科学与工程系上海超精密光学制造工程技术研究中心，上海 200433
从超构表面调控电磁波研究的发展历史出发，详细介绍了基于复合相位超构表面实现高效多功能调控圆偏振电磁波的原理、设计思路和实验模拟表征，对近期国内外在这一领域的研究进展进行简要的论述，着力以此引导相关研究性实验教学，并为相关领域研究人员提供指引。
超构表面 共振相位 传输相位 几何相位 复合相位 圆偏振光 多功能 光学学报
2024, 44(10): 1026008
浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
铌酸锂晶体（LN）凭借优异的光学特性，已经成为构建新一代集成光电器件和光学系统的关键性基础材料。基于强场-物质相互作用的超快激光选择性材料修饰技术使得在三维空间中按需创建LN基功能化微结构成为可能，为探索LN光子学、发展LN先进加工技术、构建集成光子器件和光学系统提供了有力的工具。本文聚焦近年来国内外研究团队所取得的重要进展，从超快激光修饰LN基本原理出发，重点介绍了超快激光在LN内部诱导微纳光子结构的新现象、新机制和新应用，包括超快激光直写光波导、制备非线性光子晶体、操控铁电畴、多维光存储等前沿领域的最新成果。最后，对超快激光赋能LN光子学进行了展望。
超快激光 激光诱导 铌酸锂 光子结构 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116001
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
设计了一种双相位峰值电流模控制、具有大负载能力的降压稳压芯片。通过双相位的工作, 保证了芯片在重载下具有较高的效率。同时, 为了防止在轻载下两个相位的工作引入额外的开关损耗, 提出了一种轻载模式。通过利用电流模控制模式中电压环路内误差放大器产生的控制电压来检测实际负载的大小, 实现相位的切换以及在更低负载下的断续导通降频工作模式。基于035 μm BCD工艺进行仿真设计。仿真结果表明, 在输入电压12 V, 输出电压1 V, 开关频率500 kHz, 最大负载20 A下, 与传统单通道峰值电流模比较, 重载20 A下的效率可以提升3个百分点, 轻载05 A下的效率可以提升10个百分点。
开关电源 峰值电流模 双相控制 轻载模式 switching power supply peak current mode dual-phase control light load mode
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 成都 610054
设计了一种带自适应电荷泵的超低功耗快速瞬态响应NMOS LDO，电路主要包含误差放大器、缓冲器、功率级、动态零点模块以及自适应电荷泵模块。该自适应电荷泵能够根据负载电流的大小调节工作频率，在兼顾大负载条件下功率管栅极需求的同时，保证了轻载下超低功耗的需求。同时为了满足电路中快速瞬态响应的需要，加入了动态电流电路。电路基于0.18 μm BCD工艺设计，其工作电压范围为2.5~3.6 V，输出电压为1.2 V，负载范围为10 μA~20 mA，工作的温度范围为-40~125 ℃。仿真结果显示，所设计的LDO供电电压调整率可达到1.123 mV/V，重载跳轻载时的恢复时间和轻载跳重载时的恢复时间分别为260 μs和5 μs，而静态电流最小仅为0.291 μA。
自适应电荷泵 超低功耗 adaptive charge pump NMOS LDO NMOS LDO ultra-low power
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 成都 610054
2 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院， 重庆 401331
设计了一种基于全集成GaN工艺平台，具有抗负压、抗共模噪声的电平位移电路。相较于传统的电平位移电路，通过电路设计将驱动部分的低电压域同高侧部分电路的低电压域保持一致，实现了抗负压的功能。除此之外，针对半桥驱动开关节点的抬升、下降引起内部电容充放电并导致信号逻辑错误的问题，对高侧部分电路进行设计，实现了抗共模噪声的能力。在200 V GaN工艺下，电平位移电路将0~6 V的输入信号转换至200~206 V。仿真结果表明，该电平位移电路的上升传输延时为4.74 ns，下降传输延时为4.11 ns，抗开关节点负压为-4 V，具有100 V/ns共模噪声抑制能力。
全集成GaN电路 电平位移电路 抗负压 抗共模噪声 fully integrated GaN circuit level shifter negative rail compatibility common mode noise immunity
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Surface Physics and Department of Physics, Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures (Ministry of Education), Fudan University, Shanghai 200433, China
2 Shanghai Engineering Research Centre of Ultra-Precision Optical Manufacturing, Green Photonics and Department of Optical Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China
Metasurfaces have exhibited great capabilities to control electromagnetic waves, and many multifunctional metasurfaces were recently proposed. However, although angle-multiplexed meta-devices were successfully realized in reflection geometries, their transmission-mode counterparts are difficult to achieve due to the additional requirements. Here, we design and fabricate a transmissive angle-multiplexed meta-polarizer in the microwave regime based on a multilayer metasurface. Coupled-mode-theory analyses reveal that the device exhibits distinct angle-dependent transmissive responses under excitations with different polarizations, and such differences are further enhanced by multiple scatterings inside the device. Microwave experimental results are in good agreement with numerical simulations and theoretical analyses.
metasurfaces angular dispersion multifunctional meta-device polarization modulation Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 023603
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院, 重庆 401331
设计了一种应用于片外大电容场景下的具有快速瞬态响应特性的LDO。电路通过采用负载电流采样负反馈的结构构成了一个高带宽的电压缓冲器。该LDO使用具有电容倍增功能的共栅共源补偿结构,在外挂1 μF负载电容的条件下,仅需500 fF的片上补偿电容即可保证在全负载范围内的稳定性。此外,通过使用自适应偏置技术,在减小轻载功耗的同时进一步提升了瞬态响应速度。电路采用0.18 μm CMOS工艺进行设计与仿真验证。仿真结果表明,在LDO的输入电压为1.2 V、输出电压为1 V时,当负载电流以0.1 μs的速度在150 mA和100 μA之间切换时,最大电压变化仅为10.7 mV,输出电压恢复时间小于0.7 μs。
低压差线性稳压器 快速瞬态响应 补偿电容倍增 电流负反馈 LDO fast transient response multiplication of compensation capacitor current feedback
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 华润微集成电路(无锡)有限公司, 江苏 无锡 214135
3 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院, 重庆 401331
设计了一种适用于GaN半桥栅驱动的高噪声抗扰度的电容式电平位移电路。在浮动电源轨发生dV/dt切换和减幅振荡时,采用去耦开关完全消除了影响输出状态的共模噪声,采用动态开关减小了电路失配引起的差模噪声。利用电容耦合技术实现了高负压容忍度、亚纳秒级延时和低功耗。采用0.18 μm高压BCD工艺进行电路设计。仿真结果表明,在50 V电平转换下,该电平位移电路的共模瞬态抗扰度达到200 V/ns,200 V/ns转换速率下的失配容忍度达到30%,负压容忍度达到-5 V,平均传输延时为0.56 ns。
GaN半桥栅驱动 电容式电平位移电路 高噪声抗扰度 高负压容忍度 half-bridge GaN driver capacitive level shifter high noise immunity high negative voltage tolerance
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 华润微集成电路(无锡)有限公司,江苏 无锡 214135
3 电子科技大学 重庆微电子产业技术研究院, 重庆 401331
设计了一种适用于GaN栅驱动的高速、高共模瞬态抗扰度的电平位移电路。电路受PWM信号和短脉冲协同控制,利用短脉冲控制的加速电路提升了电平转换速度。在浮动电源轨高速切换和减幅振荡过程中,电路内部对地寄生电容的充放电会导致输出逻辑错误。针对此问题,采用一种高速、低功耗的交叉控制式噪声屏蔽电路,实现了极高的共模瞬态抗扰度。采用0.35 μm高压CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明,在100 V电平转换情况下,该电平位移电路的平均传输延时为1.58 ns,延时失配小于100 ps,共模瞬态抗扰度达到200 V/ns。
GaN栅驱动 电平位移电路 高速 高共模瞬态抗扰度 GaN driver level shifter high-speed high common-mode transient immunity
近几年迅速发展的光量子技术对全无机透明介质内部先进功能结构的制造提出了更高的要求。利用超快激光与物质相互作用, 选择性修饰玻璃网络并快速产生功能各异的微晶结构无疑为制造各种新型光子元件提供了一种重要手段。首先介绍了超快激光选择性晶化的基本原理以及该技术所需要的激光参数和材料特性, 比较了该技术与传统晶化方法的优势与局限, 重点讨论了在不同类型玻璃材料中诱导功能晶体结构的新现象、新机制、新应用, 包括超快激光诱导的非线性晶体、晶体型纳米光栅、量子点等前沿领域的最新成果。最后提出了对超快激光选择性晶化加工的展望。
超快激光 玻璃 选择性晶化 微纳制造 ultrafast laser glass selective crystallization micro-nano manufacturing
