Qi Wu 1,2,3Zhaopeng Xu 1,*Yixiao Zhu 2,*Tonghui Ji 1[ ... ]Weisheng Hu 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 Peng Cheng Laboratory, Shenzhen, China
2 Shanghai Jiao Tong University, State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Department of Electronic Engineering, Shanghai, China
3 University of L’Aquila, Department of Physical and Chemical Sciences, L’Aquila, Italy
We propose a joint look-up-table (LUT)-based nonlinear predistortion and digital resolution enhancement scheme to achieve high-speed and low-cost optical interconnects using low-resolution digital-to-analog converters (DACs). The LUT-based predistortion is employed to mitigate the pattern-dependent effect (PDE) of a semiconductor optical amplifier (SOA), while the digital resolution enhancer (DRE) is utilized to shape the quantization noise, lowering the requirement for the resolution of DAC. We experimentally demonstrate O-band intensity modulation and direct detection (IM/DD) transmission of 124-GBd 4 / 6-level pulse-amplitude modulation ( PAM ) -4 / 6 and 112-GBd PAM-8 signals over a 2-km standard single-mode fiber (SSMF) with 3 / 3.5 / 4-bit DACs. In the case of 40-km SSMF transmission with an SOA-based preamplifier, 124-GBd on-off-keying (OOK)/PAM-3/PAM-4 signals are successfully transmitted with 1.5 / 2 / 3-bit DACs. To the best of our knowledge, we have achieved the highest net data rates of 235.3-Gb / s PAM-4, 289.7-Gb / s PAM-6, and 294.7 Gb / s PAM-8 signals over 2-km SSMF, as well as 117.6-Gb / s OOK, 173.8-Gb / s PAM-3, and -231.8 Gb / s PAM-4 signals over 40-km SSMF, employing low-resolution DACs. The experimental results reveal that the joint LUT-based predistortion and DRE effectively mitigate the PDE and improve the signal-to-quantization noise ratio by shaping the noise. The proposed scheme can provide a powerful solution for low-cost IM/DD optical interconnects beyond 200 Gb / s.
look-up-table digital resolution enhancer quantization noise semiconductor optical amplifier pattern-dependent effect pulse-amplitude modulation 
Advanced Photonics Nexus
2024, 3(3): 036007
Yong Sun 1,2,*Wei Zhang 1,2Shuang Han 1,2Ran An 1,2[ ... ]Jing-Lin Xiao 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Condensed Matter Physics, Inner Mongolia Minzu University, Tongliao 028043, China
2 College of Physics and Electronic Information, Inner Mongolia Minzu University, Tongliao 028043, China
Excitons have significant impacts on the properties of semiconductors. They exhibit significantly different properties when a direct semiconductor turns in to an indirect one by doping. Huybrecht variational method is also found to influence the study of exciton ground state energy and ground state binding energy in AlxGa1?xAs semiconductor spherical quantum dots. The AlxGa1?xAs is considered to be a direct semiconductor at Al concentration below 0.45, and an indirect one at the concentration above 0.45. With regards to the former, the ground state binding energy increases and decreases with Al concentration and eigenfrequency, respectively; however, while the ground state energy increases with Al concentration, it is marginally influenced by eigenfrequency. On the other hand, considering the latter, while the ground state binding energy increases with Al concentration, it decreases with eigenfrequency; nevertheless, the ground state energy increases both with Al concentration and eigenfrequency. Hence, for the better practical performance of the semiconductors, the properties of the excitons are suggested to vary by adjusting Al concentration and eigenfrequency
exciton effects aluminum gallium arsenide crystal direct band gap semiconductor indirect band gap semiconductor 
Journal of Semiconductors
2024, 45(3): 032701
Chao Feng 1,2Xinyue Dai 1,2Qimeng Jiang 1,2,*Sen Huang 1,2,**[ ... ]Xinyu Liu 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this work, a novel one-time-programmable memory unit based on a Schottky-type p-GaN diode is proposed. During the programming process, the junction switches from a high-resistance state to a low-resistance state through Schottky junction breakdown, and the state is permanently preserved. The memory unit features a current ratio of more than 103, a read voltage window of 6 V, a programming time of less than 10?4 s, a stability of more than 108 read cycles, and a lifetime of far more than 10 years. Besides, the fabrication of the device is fully compatible with commercial Si-based GaN process platforms, which is of great significance for the realization of low-cost read-only memory in all-GaN integration.
wide-bandgap semiconductor one-time programmable Schottky-type p-GaN diode read-only memory device 
Journal of Semiconductors
2024, 45(3): 032502
作者单位
摘要
中山大学光电材料与技术国家重点实验室,中山大学材料学院,广东 深圳 518107
极紫外探测器在电子工业、空间探索、基础科学等领域有着无法替代的作用。本文综述了不同类型极紫外探测器的优势及研究进展,包括气体探测器、闪烁体、微通道板以及半导体极紫外探测器,重点介绍了具有优异抗辐照能力的宽禁带半导体极紫外探测器及其潜在的应用优势。最后,本文展望了极紫外探测器在耐辐照功率监测、高分辨极紫外成像和高抑制比极紫外微光探测等方面的应用前景,并指出了其面临的主要挑战。
探测器 极紫外 闪烁体 气体探测器 宽禁带半导体探测器 
中国激光
2024, 51(7): 0701008
作者单位
摘要
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室,吉林 长春 130022
半导体激光器在光通信、生物医疗、激光雷达等领域中得到广泛应用,其单模稳定输出特性一直是国内外的研究热点。制备了一种基于表面高阶曲线光栅的宽脊波导半导体激光器,刻蚀曲线型高阶光栅后高阶横模损耗远大于基横模损耗,同时设置宽脊电流限制注入结构,使得高阶横模激射阈值高于基横模阈值,从而改善器件的横模特性并压窄光谱线宽。利用温控模块将器件的工作温度控制为18 ℃,对腔长为2 mm、条宽为500 μm的器件进行测试,在0.5 A电流下测得慢轴发散角为5.3°,快轴发散角为29.2°,在1 A驱动电流下测得3 dB光谱线宽为0.173 nm,边模抑制比为22.6 dB。实验结果表明,表面高阶曲线光栅对宽脊波导半导体激光器中的高阶横模起到了抑制作用且能够压窄光谱线宽,有助于实现半导体激光器的单模稳定输出,同时器件采用紫外光刻工艺,大幅降低了器件的制备难度。
激光器 半导体激光器 高阶布拉格光栅 曲线光栅 高阶横模 远场发散角 
中国激光
2024, 51(8): 0801006
吕松竹 1赵建行 1,*周姚 1曹英浩 1[ ... ]周见红 1,3,**
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春  130022
2 哈尔滨工业大学 物理学院, 哈尔滨 黑龙江  150001
3 长春理工大学 光电测量和光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春  130022
由于硫系玻璃具有良好的光学性质,在非线性光学等方面研究广泛,但基于硫系玻璃光电探测器的相关研究却很少。本文利用真空共热蒸发技术制备了不同掺银比例的硫系玻璃薄膜作为半导体膜层结构,并设计构建了金属-绝缘体-半导体结构的自供电光电探测器,探究了该光电探测器的响应光谱范围。结果表明,该探测器对可见光到近红外区域的光均有响应。针对掺银硫系玻璃光电探测器在635 nm波长激光下,研究了探测器响应电压与激发功率之间的关系。当激光功率小于10 mW时,探测器响应电压与激发功率线性相关;当激光功率大于10 mW时,探测器响应电压逐渐饱和。探测器的上升和衰减时间分别为3.932 s和1.522 s。本研究为硫系玻璃材料在自供电光电探测器领域的应用提供了证明。
硫系玻璃 光电探测器 金属-绝缘体-半导体 chalcogenide glass photodetector metal-insulator-semiconductor 
发光学报
2024, 45(2): 343
作者单位
摘要
1 长春理工大学理学院 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春  130022
2 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
将一个808 nm宽发射区半导体激光器应用于纵模选择束腰劈裂偏振合束外腔中,实现了高光束质量、高亮度和窄线宽的激光输出。所获激光输出功率为5.08 W,快慢轴光束质量M2=1.85×18.2,慢轴光束质量较自由运转激光器提高48%,输出激光亮度B=22.74 MW·cm-2·sr-1,是原激光器自由运转的1.3倍。所获激光光谱线宽为0.47 nm,压缩至原激光器自由运转的光谱宽度的0.14。
半导体激光器 合束 外腔 semiconductor laser beam combining external cavity 
发光学报
2024, 45(3): 500
作者单位
摘要
1 广东先导院科技有限公司,广东 广州 510535
2 度亘核芯光电技术(苏州)有限公司,江苏 苏州 215124
976 nm高功率半导体激光芯片是光纤激光器的核心部件,具有极为重要的产业价值。报道了课题组在高效率高功率半导体激光芯片的设计、制作与测试方面的研究成果。为了最大限度地提高器件的功率转换效率,同时满足苛刻的寿命要求,在设计上采用双非对称大光腔波导结构,同时对量子阱结构、波导结构、掺杂以及器件结构进行了优化;在外延生长方面,系统地优化了生长工艺参数,确保了外延材料具有极高的内量子效率及低内损耗。大量测试表明:所制作的器件(腔长为5 mm、发光条宽为200 μm的芯片)在室温、连续波(CW)测试条件下,阈值电流约为1 A,斜率效率为1.14 W/A;当电流为9 A时,最高功率转换效率高达72.4%;当电流为30 A时,输出功率达到29.4 W,功率转换效率为61.3%;对应于95%光场能量的水平远场发散角低至8.7°。上述参数性能已经达到了国际同类产品的先进水平。
激光器 半导体激光芯片 高功率转换效率 高功率 低水平远场发散角 976 nm 
中国激光
2024, 51(7): 0701017
牛昕玥 1谷炎然 1楚旭 1姚金妹 1,2,*[ ... ]荀涛 1,2,*
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,长沙 410073
基于宽禁带光导半导体的固态光导微波源是高功率微波产生的一种新途径,该方案具有功率密度高、频带范围宽等特点,且其低时间抖动特性使其在功率合成方面具有巨大潜力,利用光波束形成网络构建光导微波有源相控阵是光导微波器件迈向实用的重要途径。分析了光导微波相控阵系统原理,设计了光导微波真延时网络架构,并构建了差分真延时相控阵和考虑相位随机误差的真延时相控阵的理论模型,对影响功率合成和波束扫描的关键因素开展定量分析和仿真验证。结果表明,对于发射1 GHz信号的n×10阵列,延时均方差在10 ps以下时,指向偏差小于0.13°,峰值增益损耗小于2%;延时步进精度在10 ps以下时,指向偏差小于0.2°,峰值增益损耗小于0.03%。由此提出延时精度指标,为未来更高功率、更大规模的光导微波合成技术发展提供参考。
宽禁带光导半导体 有源相控阵 光波束形成网络 光真延时 时延误差 wide-bandgap photo-conductive semiconductor active phased array optical beamforming network optical true time delay time delay error 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013005
作者单位
摘要
安徽大学物质科学与信息技术研究院, 安徽 合肥 230601
目前针对常见爆炸物三硝基甲苯 (TNT) 的检测越来越受到重视。本研究采用低成本的芴基发绿光共轭聚合物(FGEP)研制荧光淬灭传感器用于检测TNT。实验研究了FGEP在不同溶液浓度下形成的不同厚度薄膜对TNT淬灭的效率,实验结果表明浓度为0.5 mg/mL (厚度为19.50 nm) 的样品薄膜在TNT蒸气中淬灭效率最大达到71.71%, 基于此淬灭效率最高的样品薄膜的研究发现:该薄膜对TNT的响应具有良好的可逆性;激发光强度为16.5 mW时,荧光淬灭效率最佳;最后开展了样品在TNT作用下与光漂白作用下的实验研究。研究结果为后续实现一种低成本、易于制备、可重复性高且有利于工程化的爆炸物传感器提供了一定基础。
光谱学 爆炸物检测 荧光淬灭 泵浦能量 有机半导体聚合物 硝基化合物 spectroscopy explosives detection fluorescence quenching pumping energy organic semiconductor polymer nitro compound 
量子电子学报
2024, 41(1): 37

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