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O波段硅基二氧化硅密集波分复用AWG设计及制备
1
作者 韩凤 张家顺 +6 位作者 王亮亮 崔鹏伟 王玥 安俊明 陈军 孙冰丽 周天红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期102-111,共10页
O波段波分复用器是数据中心高速互连关键器件,采用相对折射率差为0.75%的硅基二氧化硅光波导材料,设计并制备了O波段48通道平顶型密集波分复用阵列波导光栅芯片,采用金属合金架固定阵列波导光栅芯片,金属螺杆随温度变化收缩或伸张,可补... O波段波分复用器是数据中心高速互连关键器件,采用相对折射率差为0.75%的硅基二氧化硅光波导材料,设计并制备了O波段48通道平顶型密集波分复用阵列波导光栅芯片,采用金属合金架固定阵列波导光栅芯片,金属螺杆随温度变化收缩或伸张,可补偿阵列波导光栅芯片响应谱波长随温度产生的飘移,实现-5℃到65℃温度范围内响应谱稳定输出,采用非归零和4电平信号两种调制方式进行高速信号传输。测试结果表明,封装后的阵列波导光栅的插入损耗在-5.31~-6.59 dB之间,通道间隔0.676 nm,1 dB、3 dB带宽分别为0.41 nm、0.55 nm,相邻串扰、非相邻串扰分别为29.4 dB、29.2 dB,偏振相关损耗小于0.67 dB,-5℃到65℃变温下中心波长漂移由7 pm/℃减小到0.6 pm/℃,26.56 Gbps非归零及53.12 Gbps 4电平信号调制传输眼图消光比分别大于5.5 dB和3.6 dB。 展开更多
关键词 阵列波导光栅 密集波分复用 数据中心 二氧化硅波导 非归零调制 4电平调制
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面向数据中心的超高速光模块板级信号完整性研究
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作者 钟光诚 雷从彪 +1 位作者 姜宇轩 谢亮 《光通信研究》 北大核心 2024年第5期83-91,共9页
【目的】人工智能的高速发展对数据中心算力提出了更高的要求。光模块作为数据中心光/电互连的核心器件,其设计也将迎来巨大挑战。随着光模块速率的不断提升,信号完整性问题成为制约光模块性能不可忽视的瓶颈。因此为了设计出满足数据... 【目的】人工智能的高速发展对数据中心算力提出了更高的要求。光模块作为数据中心光/电互连的核心器件,其设计也将迎来巨大挑战。随着光模块速率的不断提升,信号完整性问题成为制约光模块性能不可忽视的瓶颈。因此为了设计出满足数据中心光互连,特别是高性能计算场景速率要求的超高速光模块,需要对光模块内部高速链路进行优化设计。【方法】文章以一款双密度4通道小型可插拔(QSFP-DD)光模块设计方案为例,对光模块中影响信号完整性的因素进行了仿真优化。具体工作为,从理论角度分析了链路上引起信号完整性问题的部分,如过孔和球栅阵列(BGA)焊球,并讨论了优化这些性能的改进方法。特别是分析了针对50 GHz以上频段信号传输的优化方法,使高速链路能实现超高速4阶电平脉冲幅度调制(PAM4)信号低损耗传输。另外,还研究了整体高速通道的传输性能,并利用4端口矢量网络分析仪进行了测试。【结果】研究结果表明,该设计方案能够达到所需的传输带宽并且能有效削弱谐振。全通道仿真结果显示所有通道传输带宽内回波损耗低于-15 dB,插入损耗低于3 dB,可实现224 Gbit/s PAM4信号低损耗传输,同时测试结果与仿真结果基本相符,证明文章所提设计方案能满足数据中心高速光互连对光模块速率的需求。【结论】文章所提光模块信号完整性设计方法对今后超高速光模块设计具有重要的指导意义,同时也可以为其他各类高速电路设计提供参考。 展开更多
关键词 数据中心光互连 高速电路 信号完整性 双密度4通道小型可插拔光模块 电磁仿真
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小型化微片阵列式被动调Q全固态激光器
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作者 王震 李立广 +2 位作者 赵柏秦 李加庚 韩勤 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期563-571,共9页
本文针对无人机空中目标探测系统的空间限制,提出了一种多光束可分路扫描式被动调Q微片阵列全固态激光器的方案,采用六管芯半导体激光器阵列端面紧凑泵浦长条状的Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体,在每一路1.6 W的泵浦功率下,产生了6路波长为... 本文针对无人机空中目标探测系统的空间限制,提出了一种多光束可分路扫描式被动调Q微片阵列全固态激光器的方案,采用六管芯半导体激光器阵列端面紧凑泵浦长条状的Nd:YAG/Cr^(4+):YAG键合晶体,在每一路1.6 W的泵浦功率下,产生了6路波长为1064.4 nm、脉冲宽度为2.4 ns、光束质量为1.39、峰值功率为3.75 kW、重复频率可达22 kHz的输出激光,整个系统的体积仅为2 cm×2 cm×1.5 cm,实现了6路激光同时输出。研究了调Q晶体的初始透过率和输出镜反射率对激光脉冲重复频率和峰值功率的影响机制,重点对泵浦源激光器管芯的出光一致性问题做了深入探讨,通过实验验证了使用一个激光键合晶体产生多路纳秒级窄脉冲激光束的可行性。研究结果以小型化结构实现了被动调Q全固态激光器的多光束出射,对实现激光探测系统光源的小型化和集成化有借鉴意义。 展开更多
关键词 激光测距 全固态激光器 微片阵列式 小型化 被动调Q
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基于AlAsSb/InAsSb超晶格势垒的InAs/InAsSbⅡ类超晶格nBn中波红外探测器
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作者 单一凡 吴东海 +8 位作者 谢若愚 周文广 常发冉 李农 王国伟 蒋洞微 郝宏玥 徐应强 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期450-456,共7页
InAs/InAsSbⅡ类超晶格避免了InAs/GaSbⅡ类超晶格中与Ga原子相关的缺陷复合中心,具有更高的少数载流子寿命,在高工作温度中波红外探测器制备方面有着良好的应用前景。少数载流子单极势垒结构通常被用来抑制探测器暗电流,如nBn结构探测... InAs/InAsSbⅡ类超晶格避免了InAs/GaSbⅡ类超晶格中与Ga原子相关的缺陷复合中心,具有更高的少数载流子寿命,在高工作温度中波红外探测器制备方面有着良好的应用前景。少数载流子单极势垒结构通常被用来抑制探测器暗电流,如nBn结构探测器。在InAs/InAsSbⅡ类超晶格nBn中波红外光电探测器中,势垒层常采用AlAsSb等多元合金材料,阻挡多数载流子的输运。然而,势垒层与吸收层存在的价带偏移(VBO)使得光电流往往需要在大偏压下饱和,从而增大了探测器暗电流。本文设计了一种AlAsSb/InAsSb超晶格势垒,旨在消除VBO并降低量子效率对偏压的依赖性。研究结果显示,150 K下,设计制备的nBn光电探测器的50%截止波长为4.5μm,探测器光响应在-50 mV的小反向偏压下达到了饱和,3.82μm处的峰值响应度为1.82 A/W,对应量子效率为58.8%。在150 K和-50 mV偏压下,探测器的暗电流密度为2.01×10^(-5)A/cm^(2),计算得到在3.82μm的峰值探测率为6.47×10^(11)cm·Hz^(1/2)/W。 展开更多
关键词 InAs/InAsSb Ⅱ类超晶格 AlAsSb/InAsSb势垒 中波红外 势垒探测器
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混沌微腔激光器的研究进展(特邀)
5
作者 李建成 雷彬鹃 +2 位作者 肖金龙 杨跃德 黄永箴 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期113-124,共12页
半导体混沌激光器已被应用在随机数生成、安全通信、混沌探测等领域。实现混沌激光器最常用方法是光反馈,但采用离散器件搭建的混沌激光器系统结构复杂、稳定性差。基于光反馈原理的光子集成混沌激光器、体积小,但工艺复杂,且无法避免... 半导体混沌激光器已被应用在随机数生成、安全通信、混沌探测等领域。实现混沌激光器最常用方法是光反馈,但采用离散器件搭建的混沌激光器系统结构复杂、稳定性差。基于光反馈原理的光子集成混沌激光器、体积小,但工艺复杂,且无法避免光反馈引入的弱周期性。基于微腔内模式相互作用产生的自发混沌半导体微腔激光器,无需外部扰动,具有体积小、工艺简单、混沌带宽大、混沌态工作条件宽和无反馈弱周期性等优点,有望在具体应用中进一步发挥作用。针对近年来基于微腔的混沌激光器研究情况,本文进行了分类介绍,包括自发混沌微腔激光器、光反馈混沌微腔激光器和集成互注入激光器,总结了自发混沌微腔激光器的当前应用,对自发混沌微腔激光器的未来发展做了展望。 展开更多
关键词 微腔 混沌 半导体激光器 非线性 物理随机数 混沌探测
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基于可见光通信的零能耗光标签
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作者 马天洋 陈雄斌 徐义武 《电信科学》 2023年第5期20-27,共8页
为了实现可见光标签的零能耗,利用MATLAB、MULTISIM对接收机的阻抗匹配进行了仿真,使一阶均衡电路的输入阻抗与太阳能电池面板内阻相匹配,在拓展系统带宽的同时保证太阳能电池面板输出功率达到最高。仿真结果表明,均衡电路输入阻抗与太... 为了实现可见光标签的零能耗,利用MATLAB、MULTISIM对接收机的阻抗匹配进行了仿真,使一阶均衡电路的输入阻抗与太阳能电池面板内阻相匹配,在拓展系统带宽的同时保证太阳能电池面板输出功率达到最高。仿真结果表明,均衡电路输入阻抗与太阳能电池面板内阻匹配时,相比常见的50Ω不匹配状态,输出功率提高了86.2%。搭建了可见光零能耗光标签原型系统,使用15 W的发光二极管(light emitting diode,LED)灯以115200 Baud发送字符,1.3 m远处的碲化镉太阳能电池面板收集能量并接收信号,低功耗单片机通过模数转换(analog-to-digital converter,ADC)计算进行数据恢复后,使用有机发光二极管(organic light-emitting diode,OLED)屏幕显示接收到的标签字符。接收机的信号接收、处理计算与屏幕显示的能量均由太阳能电池面板提供,不需要电池或外接电源供电,实现了零能耗的可见光标签显示业务。 展开更多
关键词 物联网 零能耗 可见光通信
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