1 之江实验室,浙江 杭州 311121
2 浙江大学材料科学与工程学院,浙江 杭州 310058
超快激光直写技术可以高精度加工任意三维波导结构,从而实现新型拓扑模型以及集成化的拓扑光子器件。通过经典的拓扑结构(如一维二元复式晶格、非对角Aubry-André-Harper晶格、蜂窝晶格),阐述拓扑光学的基本原理和现象(如Thouless泵浦,手性边缘态、局域态与拓扑不变量之间的关系),介绍最新的拓扑光子学进展与应用(如高阶拓扑绝缘体、Floquet拓扑绝缘体、非厄米拓扑、非线性拓扑,以及量子拓扑保护),重点综述在超快激光直写平台下实现的拓扑现象与应用。
激光光学 光子拓扑绝缘体 超快激光直写 Floquet光子拓扑绝缘体 非厄米拓扑 非线性拓扑 光子芯片
红外与激光工程
2021, 50(7): 20211056
1 Key Laboratory of the Ministry of Education for Optoelectronic Measurement Technology and Instrument, Beijing Information Science & Technology University, Beijing0092, China
2 Beijing ZX Intelligent Chip Technology Co., Ltd., Beijing100876,China
3 The 11th Research Institute of China Electronic Science & Technology Group Inc., Beijing100015,China
光子人工智能芯片以光速执行运算,且具有低功耗、延迟低、抗电磁干扰的优势。小型化与集成化是实现这一技术革新的关键步骤。本文将光刻技术运用于衍射光栅的制作,提出一种基于10.6微米激光的全光衍射深度学习神经网络光栅设计及实现方法。由于光源波长由毫米波向微米波进化,神经元的特征尺度缩小至20微米,与现有光衍射神经网络相比,深度学习神经网络特征尺寸缩小了80倍,为进一步实现光子计算芯片大规模集成奠定了基础。
光子芯片 衍射光栅 深度学习 神经网络 Photonic chip diffraction grating deep learning neural network
1 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
2 中国科学院大学, 北京 100049
随着超高速光互连、相干光通信、相干检测等技术的不断发展, 对激光光源的线宽、相频噪声、可调谐性和稳定性等都提出了更为严格的要求。利用基于CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺的硅光子芯片与半导体增益芯片各自的优势, 将二者准单片集成实现结构紧凑、低功耗和高稳定性的窄线宽半导体激光器成为近年的研究热点。该结构可通过微环谐振器、环形反射镜和马赫曾德干涉仪等提供光反馈压窄线宽, 并实现宽调谐范围和稳定功率输出。本文主要阐述了硅光子芯片外腔半导体激光器的最新研究进展, 针对几种包含微环谐振器的结构进行了分类介绍, 深入讨论了增加耦合效率和降低端面反射率等技术难题。针对未来空间光通信和光互连等应用前景, 展望了该类激光器在功率提升和光子集成方面的未来发展方向。
窄线宽 可调谐激光器 硅光子芯片 外腔 半导体激光器 narrow linewidth tunable laser silicon photonic chip external cavity semiconductor laser
Author Affiliations
Abstract
1 南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室, 南京 210093
2 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心, 南京 210093
Exploring and understanding the nature of gravity has always been a human endeavour. In particular, two recent achievements in astronomy, the laser interferometer gravitational-wave observatory (LIGO), which has detected gravitational-wave signals, and the event horizon telescope (EHT), which has captured black hole shadows, have further stimulated broad interest in ancient and mysterious gravity. Despite the tremendous advances in experimental astronomy techniques for detecting gravity, the study of some gravitational phenomena still faces challenges, especially the quantum effects related to gravity. On the other hand, analogical gravity systems provide a new experimental platform for studying gravitational effects; they can be used to study in a laboratory environment those gravitational phenomena that still present challenges for current astronomical observation, for example the quantum gravitational effect near black holes. This paper introduces the simulation of various phenomena in curved space-time realized by photonic chips, which portray a good analogical gravitational system.
引力 类比引力 光子芯片 弯曲时空 gravity analogical gravity photonic chips curved space-time Journal of Semiconductors
2019, 48(7):
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 611731
根据磁光非互易相移原理,通过分析硅基磁光波导中导波光模式对磁化强度的敏感性,提出一种CeYIG/Si-CeYIG/SiO2硅基磁光波导结构,仿真分析了其模场分布和有效折射率的磁化强度依赖关系。将两个硅基磁光波导垂直放置并分别组成两个微环谐振器,进而设计出三维磁场传感芯片,通过测量两个微环中TE和TM两种模式下微环谐振波长的移动,可获得磁化强度或磁场的大小和方向信息。研究表明,在1 550 nm波长附近,通过优化波导截面尺寸,在CeYIG饱和磁化范围内,该磁场传感芯片在其法向和切向的磁场灵敏性分别为和,谐振波长的可移动范围约为200 pm。利用平面芯片结构实现了对三维磁场的测量,对三维磁场传感器件的小型化和集成化具有一定的指导意义。
磁场传感 磁光非互易相移 微环谐振器 硅光子芯片 集成光器件 magnetic field sensing magneto-optical non-reciprocal phase shift microring resonator silicon photonic chip integrated optical device