作者单位
摘要
1 东南大学 微电子学院, 南京 21009
2 东南大学 微电子学院, 南京 210096
设计了一种改进的电平移位电路。该电路采用交叉耦合结构, 在不明显增加电路复杂度的情况下, 显著提高了高压栅极驱动集成电路(HVIC)的噪声免疫能力。整个驱动器基于035 μm 600 V BCD工艺设计。仿真结果表明, 设计的HVIC可以实现高达125 V/ns的dV/dt噪声免疫能力, 并在15 V电源电压下允许VS负电压过冲达到-96 V。此外, 从理论上分析了改进电平移位电路的本级传输延时。同传统HVIC相比, 设计的HVIC整体的传输延时得到了优化, 降低到54 ns左右。
电平移位电路 交叉耦合结构 高压栅极驱动集成电路 噪声免疫 传输延时 level shifter cross-coupling structure high voltage gate driver integrated circuits (HVIC noise immunity propagation delay 
微电子学
2023, 53(4): 641
作者单位
摘要
安徽医科大学网络与信息化管理处, 安徽 合肥 230032
多元量子逻辑比二元量子逻辑具有更多的优点, 是量子计算技术中一个重要的研究领域, 而加法器电路和减法器电路是计算机和其他复杂计算系统中各种计算单元的主要组成部分。提出了一种四元量子可逆半加器电路, 该电路由四元1-qudit门、2-qudit Feynman门和Muthukrishnan-Stroud门构成, 以及一种四元量子可逆全加器和四元量子并行加法器电路, 并将所提出设计与现有电路进行了比较, 优化了其性能。
量子信息 可逆逻辑 四元逻辑 量子可逆加法器电路 quantum information reversible logic quaternary logic quantum reversible adder circuits 
量子电子学报
2023, 40(5): 759
Author Affiliations
Abstract
1 Centre for Micro Nano Systems, School of Information Science and Technology (SIST), Fudan University, Shanghai 200433, China
2 Zhangjiang Laboratory, Shanghai 201210, China
The heterogeneous integration of photonic integrated circuits (PICs) with a diverse range of optoelectronic materials has emerged as a transformative approach, propelling photonic chips toward larger scales, superior performance, and advanced integration levels. Notably, two-dimensional (2D) materials, such as graphene, transition metal dichalcogenides (TMDCs), black phosphorus (BP), and hexagonal boron nitride (hBN), exhibit remarkable device performance and integration capabilities, offering promising potential for large-scale implementation in PICs. In this paper, we first present a comprehensive review of recent progress, systematically categorizing the integration of photonic circuits with 2D materials based on their types while also emphasizing their unique advantages. Then, we discuss the integration approaches of 2D materials with PICs. We also summarize the technical challenges in the heterogeneous integration of 2D materials in photonics and envision their immense potential for future applications in PICs.
two-dimensional materials silicon photonics heterogeneous integration photonic integrated circuits 
Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 110007
作者单位
摘要
1 河南师范大学电子电气工程学院, 河南 新乡 453007
2 河南省光电传感集成应用重点实验室, 河南 新乡 453007
3 河南省电磁波工程院士工作站, 河南 新乡 453007
4 河南省增材智能制造工程实验室, 河南 新乡 453007
为了提高偏振分束器的消光比,提出了一种由混合等离子体水平狭缝波导(HSW)和氮化硅混合垂直狭缝波导(VSW)组成的双槽超紧凑偏振分束器(PBS)。同时,包层材料为二氧化硅,既能防止混合等离子体氧化,又便于与其他器件集成。采用有限元方法仿真HSW和VSW的模态特性。HSW和VSW波导在特定的宽度下TE偏振模式是满足相位匹配的,而TM偏振模式相位不匹配。因此,HSW波导中的TE模式与VSW波导发生强耦合,而TM模式直接通过HSW波导。结果表明:在1.55 μm的TE模式下,PBS的消光比(ER)为35.1 dB,插入损耗(IL)为0.34 dB,在TM模式下,PBS的ER和IL分别为40.9 dB和2.65 dB。所设计的PBS有100 nm的工作带宽,具有高ER,低IL的特点,适用于光子集成电路(PICs)。
光子集成电路 偏振分束器 双槽波导 photonic integrated circuits polarization beam splitter slot waveguides. 
中国光学
2023, 16(5): 1215
薛小枚 1,2秦妍妍 2,3李悦 2,3张彤 1,2,3
作者单位
摘要
1 东南大学 仪器科学与工程学院 微惯性仪表与先进导航教育部重点实验室, 江苏 南京 210096
2 东南大学 苏州校区 苏州市金属纳米光电技术重点实验室,江苏 苏州 215123
3 东南大学 电子科学与工程学院 信息显示与可视化国际合作联合实验室,江苏 南京 210096
光子集成芯片将多种功能器件进行片上集成,具有损耗低、带宽大、抗电磁干扰等优势,是当前光电领域发展的主流方向。集成光学器件的温度稳定性是影响其光学性能的重要因素之一。为了提高集成光学器件温度稳定性,提出了基于氮化硅(Si3N4)和长程表面等离激元(Long-Range Surface Plasmon Polariton,LRSPP)波导的温度不敏感结构,对器件性能随温度的漂移进行抑制和补偿。首先,分析了Si3N4波导和LRSPP波导对接的模式耦合效率,当满足最佳匹配条件时,可实现耦合效率99.9%以上的高效耦合。对混合波导的温度特性进行了分析,结果表明,当LRSPP波导和Si3N4波导的最佳长度比为 0.077,相位不随温度的变化而发生漂移,实现了温度不敏感的波导。当波导不能满足最佳长度比时,对LRSPP波导芯层施加电压实现主动补偿,亦可实现温度不敏感。此外,对LRSPP波导的传输特性进行了测试,测得偏振消光比为64 dB,具有良好的单偏振特性。文中提出的温度不敏感结构具有可主动调谐、损耗低、单偏振、普适性高等优点,能有效地解决Si3N4波导性能随温度变化发生漂移的问题,在Si3N4基光子集成芯片中具有广泛的应用前景。
光子集成芯片 温度不敏感 相位调谐 氮化硅 表面等离激元 photonic integrated circuits temperature insensitive phase tuning silicon nitride surface plasmon polariton 
红外与激光工程
2023, 52(9): 20220881
作者单位
摘要
南通大学信息科学技术学院, 江苏 南通 226019
为解决将量子电路映射到二维架构并实现量子位近邻问题, 提出了一种二维架构下的量子电路布局与优化方法。首先根据量子门在量子电路中的执行顺序和相互作用, 提出基于量子位权重的深度优先搜索量子位映射次序, 再考虑到映射次序的已放入量子位、待放入量子位和未放入量子位的关系进行量子位的初始布局实现量子位的初始映射;进而对近邻过程中的相同前瞻量子代价的选择进行了优化, 再根据优化后的代价结果, 插入SWAP门, 实现所有双量子门的最近邻。最后利用实验对提出的方法进行了验证, 并与已有的方法进行了比较。结果表明所提出方法在中小规模的基准电路上平均优化率达到18%, 在中大规模的基准电路上平均优化率达到17%。
量子物理 量子电路 量子映射 最近邻 二维架构 quantum physics quantum circuits quantum mapping nearest neighbor two-dimensional architecture 
量子电子学报
2023, 40(4): 570
作者单位
摘要
南通大学信息科学技术学院, 江苏 南通 226019
在噪声中等规模量子 (NISQ) 设备上, 量子线路可靠性受到量子噪声的影响。为了实现CNOT量子线路在量子芯片上高效可靠的执行, 以相邻量子位交互错误率为权重, 给出了计算最小Steiner噪声路径长度的代价度量方法, 提出了噪声感知的CNOT量子线路最近邻综合算法。实验结果表明, 与现有方法相比, 所提出的综合算法在保证线路可靠性的前提下, 有效地降低了综合过程中所使用CNOT门的数量, CNOT门代价的平均优化率达到27.7%, 其中200门级的CNOT量子线路优化率达到了93.79%。
量子计算 CNOT 量子线路 Steiner 树 噪声 可靠性 quantum computation CNOT quantum circuits Steiner tree noise reliability 
量子电子学报
2023, 40(4): 560
Author Affiliations
Abstract
1 Huazhong University of Science and Technology, School of Optical and Electronic Information, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Wuhan, China
2 The Chinese University of Hong Kong, School of Science and Engineering, Shenzhen, China
3 CAS Center for Excellence in Nanoscience, National Center for Nanoscience and Technology of China, Nanofabrication Laboratory, CAS Key Laboratory for Nanosystems and Hierarchical Fabrication, CAS Key Laboratory for Nanophotonic Materials and Devices, Beijing, China
4 National University of Singapore, Department of Electrical and Computer Engineering, Singapore
5 University of Chinese Academy of Sciences, Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, Beijing, China
6 The University of Hong Kong, Department of Physics, Hong Kong, China
7 Peking University, School of Physics, State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Beijing, China
Topological edge states (TESs), arising from topologically nontrivial phases, provide a powerful toolkit for the architecture design of photonic integrated circuits, since they are highly robust and strongly localized at the boundaries of topological insulators. It is highly desirable to be able to control TES transport in photonic implementations. Enhancing the coupling between the TESs in a finite-size optical lattice is capable of exchanging light energy between the boundaries of a topological lattice, hence facilitating the flexible control of TES transport. However, existing strategies have paid little attention to enhancing the coupling effects between the TESs through the finite-size effect. Here, we establish a bridge linking the interaction between the TESs in a finite-size optical lattice using the Landau–Zener model so as to provide an alternative way to modulate/control the transport of topological modes. We experimentally demonstrate an edge-to-edge topological transport with high efficiency at telecommunication wavelengths in silicon waveguide lattices. Our results may power up various potential applications for integrated topological photonics.
topological edge states finite-size effect Landau–Zener model edge-to-edge topological transport nanophotonic integrated circuits 
Advanced Photonics
2023, 5(3): 036005
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆 400065
2 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240
大带宽光子滤波器被广泛应用于稀疏波分复用系统中,而在硅基芯片上实现结构紧凑、性能优良的超大带宽滤波器仍然是该领域研究的重点。提出一种基于光栅辅助反向耦合器的超大带宽硅基光子滤波器。利用窄波导更低有效折射率和更分散电场分布的性质,实现了带宽为92.9 nm、器件长度为250.6 μm的超大带宽滤波器。该滤波器具有矩形度高、带宽大、损耗低等优势,能满足稀疏波分复用系统中解复用等需求。
集成光学 稀疏波分复用 硅光子学 滤波器 光子集成电路 
光学学报
2023, 43(5): 0513002
刘佳敏 1赵杭 1吴启哲 1冯献瑞 1[ ... ]刘世元 1,3,***
作者单位
摘要
1 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074
2 华中科技大学机械科学与工程学院,湖北 武汉 430074
3 光谷实验室,湖北 武汉 430074
随着亚10 nm集成电路芯片逐步进入消费电子、互联硬件、电子医疗设备等领域,由半导体制造设备所引入的晶圆缺陷对集成电路在良率与价格方面的影响将不断显现,由此带来的对典型缺陷进行高速识别、定位与分类等制造过程控制环节,将变得越来越具有挑战性。传统的晶圆缺陷检测方法包括明场、暗场及电子束成像方法,尽管能够覆盖绝大多数缺陷检测场景,但难以在检测精度、检测灵敏度和检测速度上取得较好的平衡。纳米光子学、计算成像、定量相位成像、光学涡旋、多电子束扫描、热场成像以及深度学习等新兴技术的出现,在提升缺陷灵敏度、分辨率以及对比度等方面已初步展现出一定的潜力,这为晶圆缺陷检测提供了新的可能性。因此,本综述将从缺陷的可检测性、缺陷检测系统与原理样机、先进图像后处理算法三个方面总结晶圆缺陷检测领域的最新进展,以期对初入该领域的研究人员和跨学科工作者提供一定助益。
测量 晶圆检测 集成电路 光学检测 光学成像 电子束成像 热场成像 
激光与光电子学进展
2023, 60(3): 0312003

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