40Gb/s甚短距离并行光传输信号格式转换模块实现

根据OIF-VSR5-01.0的CWDM协议,对40 Gb/s甚短距离(VSR)并行光传输电信号转换实现原理和方法进行了研究,在高速的可编程逻辑器件FPGA(field programmable gate array)上,使用硬件描述语言,完成了对时钟数据恢复、信道去斜移、64 b/66 b转换、帧对准和扰码与解扰等功能模块的设计,实现了SFI-5接口与OIF-VSR5-01.0接口电信号格式的相互转换,建立了符合4信道CWDM协议的IP核.

硅基光波导化学传感器研究

研究了基于硅基集成光波导的马赫-曾德干涉仪(MZI)型化学传感芯片的设计、制备及相关敏感特性的模拟和分析.传感芯片采用硅基二氧化硅光波导材料,利用与传统互补型金属氧化物半导体(CMOS)兼容的工艺技术制作.通过波导的单模设计以及对MZI结构的优化,获得了有效折射率分辨率达到10~(-7)量级的高灵敏度传感芯片.作为化学传感器,把MZI的其中一臂设计成传感臂.并进行适当的表面修饰,可制作出高灵敏度的干涉型光波导化学传感器.最后,对该传感器的折射率分辨率、敏感特性等进行了分析、模拟,同时,对面临的关键问题进行了分析和讨论.

基于光纤激光传感器的重载铁路列车在途安全状态监测技术

针对重载铁路运行安全监测的迫切需求,提出了一种基于光纤激光传感器的重载铁路在途安全状态监测技术.在给出了光纤激光传感器基本原理与在途安全状态监测技术方案的基础上,指出了其中需要重点解决的关键技术,并给出了具体的实现方案.主要包括:高性能光纤激光振动传感器技术,高精度波长解调技术以及危险状态模式识别技术等.最后,给出了该监测技术的系统实现方案.

视网膜假体的研究进展

根据视觉假体(visual prosthesis)在视觉通路上刺激部位的不同,概括地介绍了以植入微电子芯片为主要手段的视皮层假体、视神经假体和视网膜假体的视觉修复方法,分析比较了这三种视觉假体的利弊和技术难点.重点论述了研究的热点--视网膜假体研究,介绍了从事该热点研究的两大子方向--视网膜下假体(subretinal prosthesis)和视网膜表层假体(epiretinal prosthesis)研究的主要团队的系统研制和植入实验的进展.最后讨论了视觉假体研究所面临的一些如能量供给、神经网络的模拟、器件集成、电极修饰及生物相容性封装等共性问题,充分肯定了视觉假体研究已取得的成绩并展望了其光明的研究前景.

纳米二氧化钒薄膜的制备及红外光学性能

采用双离子束溅射方法在Si_3N_4/SiO_2/Si基底表面沉积氧化钒薄膜,在氮气气氛下热处理获得二氧化钒薄膜.利用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了热处理温度对氧化钒薄膜晶体结构、表面形貌和组分的影响,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对二氧化钒薄膜的红外透射性能进行了测试分析.结果表明,所制备的氧化钒薄膜以非晶态V_2O_5;和四方金红石结构VO_2为主,经400℃、2 h热处理后获得了(011)择优取向的单斜金红石结构纳米VO_2薄膜,提高热处理温度至450℃,纳米结构VO_2薄膜的晶粒尺寸减小.FT-IR结果显示,纳米VO_2薄膜透射率对比因子超过0.99,高温关闭状态下透射率接近0.小晶粒尺寸纳米VO_2:薄膜更适合在热光开关器件领域应用.

集合划分问题的分布估计求解

集合划分问题对日常生活中的仓库装填问题,生产线排程问题有很大意义,但是无论采用精确算法还是启发式算法都不能很好求解.提出一种改进的分布估计算法,采用实数编码和基于矩阵的概率向量存储方式,并且引入权值的概念,改进了概率向量的更新方式.将它与标准DM(the Differencing Method)算法进行了比较,实验结果证明,它可以有效解决DM算法在25维以下得不到正解的问题.另外,算法还延伸到高维和多分类问题上,这里给出了实验结果.

面向硅基光互连应用的无源光子集成器件研究进展

光互连是突破传统微电子IC性能瓶颈的重要技术手段,对推进"后摩尔时代"微电子技术的发展和高性能计算技术的实现具有关键性意义.本文在归纳总结不同层次光互连结构特点的基础上,对片上光互连(on-chip or intra-chip optical interconnects)所涉及的若干种无源光子集成器件的设计制备及性能特点进行了分析介绍,这些器件包括SOI亚波长光子线波导、SOI光子晶体波导、MMI分束/合束器、微环/微盘谐振腔滤波器、光子晶体微腔耦合滤波器、光子晶体反射镜等,是硅基片上光互连的基本构成单元.本文对这些关键性光子集成器件的国内最新研究进展进行了报道.

基于硅基定向耦合器的单纤三向器设计

设计了基于硅基二氧化硅定向耦合器的光纤到户单纤三向器.通过定向耦合器耦合系数对波长的信赖性,在相同的耦合长度下实现单纤三向器三个波长(1310nm,1490nm和1550nm)的全周期耦合或半周期耦合,使三个波长信号从不同的耦合臂输出,完成三向器粗分波功能.有限差分束传播法(FD-BPM)模拟结果表明三向器损耗小于0.5dB,三个响应波长的1dB带宽即可满足ITU.984带宽要求,最优串扰为-14dB.

Si衬底上Ge材料的UHVCVD生长

采用超低温Buffer层技术在Si衬底上生长出了质量优良的厚Ge材料,材料的穿透位错密度为1×10~5 cm~(-2).原子力显微镜测试表明表面均方根粗糙度为0.33nm,卢瑟福背散射谱表明Ge的沟道产额低达3.9%,透射电镜分析则表明应变的弛豫主要是通过在Si与Ge的界面处形成失配位错来实现的.

p型掺杂1.3 μm InAs/GaAs量子点激光器的最大模式增益特性的研究

对p型掺杂1.3 μm InAs/GaAs量子点激光器的最大模式增益进行了实验和理论分析.实验上,测量了不同腔长激光器阈值电流密度与总损耗的对应关系,拟合出的最大模式增益为17.5 cm~(-1),与相同结构非掺杂量子点激光器的最大模式增益一致.同时理论分析表明,p型掺杂对InAs/GaAs量子点激光器的最大模式增益并无影响,并且最大模式增益的计算结果与实验值相符.具有较小高度或高宽比的量子点能达到更高的最大模式增益,而较高的最大模式增益对p型掺杂1.3 μm InAs/GaAs自组织量子点激光器在光通信系统中的应用具有重要意义.

亚微米尺度高速电光调制器的研究进展

基于SOI(silicon on insulator)材料的亚微米尺度电光调制器成为了研究Si光电子学的重点.评述了亚微米尺度下SOI脊型光波导实现单模条件、偏振无关、低耦合损耗的技术要求,分析并比较了几种基于不同光学结构和电学结构的电光调制器的原理和特性,讨论了达到高速电光调制的方式.

12路40Gb/s甚短距离并行光传输信号转换器研究

基于OIF-VSR5-01.0规范,分析了12路并行40Gb/s甚短距离(VSR)光传输转换器模块的实现原理.采用top-down分析方法,使用硬件描述语言verilog,在可编程逻辑器件上完成了时钟数据恢复、基于字节对齐方案的帧同步、信道去斜移、比特间差奇偶校验(BIP)等功能模块的程序设计,实现了SFI-5与OIF-VSR5-01.0电信号格式的相互转换,并在Altera的Stratix II GX 系列的高速现场可编程门阵列(FPGA)上对功能模块进行了功能验证和联合仿真.结果表明所设计的各个功能模块满足系统应用要求,为下一步将系统设计转换为专用集成电路(ASIC)奠定了基础.

厚度对MOCVD生长InN薄膜位错特性与光电性质的影响

研究了金属有机物化学气相沉积法制备的不同厚度InN薄膜的位错特性与光电性质.基于马赛克微晶模型,通过X射线衍射非对称面摇摆曲线测量,拟合出样品刃型位错密度分别为4.2×1010cm－2和6.3×1010cm－2,并发现样品的微晶扭转角与位错密度随薄膜厚度增加而减小.通过室温霍尔效应测量得到样品载流子浓度分别为9×1018cm－3和1.2×1018cm－3,采用氮空位作为背景载流子起源的模型解释了随厚度增加载流子浓度的减小与迁移率的增大.光致发光峰随温度的S形非单调变化表明材料中的局域态参与了光学跃迁过程,结合局域态发光和能带收缩效应计算得到样品的局域化能量分别为5.05meV和5.58meV,指出较厚样品中缺陷态的减少是载流子局域化效应削弱的原因.

GaAs基MOEMS波长可调谐滤波器的设计和理论模拟

采用传输矩阵理论和结合悬臂梁的电学一机械模型对GaAs基1.55 μm微光电机械系统(MOEMS)波长可调谐滤波器的光学和电学特性进行了深入的对比分析和研究.结果表明,采用800 nm厚的空气腔可以实现滤波器波长的调谐范围为100 nm,所需最大反向偏压为4 V,波长的调谐速率可以达到1.83 MHZ.

传输线电极型硅基电光调制器研究进展

首先对不同类型光调制器性能做了简单比较,并结合近几年的研究进展情况,对各种电光调制器优缺点进行介绍,尤其对其中具有广泛应用前景的硅基电光调制器作了详尽的介绍,最后讨论了传输线电极设计对各类电光调制器性能的影响,并介绍了近几年在改善电光调制器的调制带宽方面的研究进展.