光电集成

摘要： 光纤通信网络作为信息基础设施的重要组成部分和承载底座,在支撑新型基础设施建设、助力产业数字化转型等方面的重要性不言而喻。2021年出台的国家"十四五"规划、信息通信业"十四五"规划等对于光纤通信网络的未来发展高度重视,加快推进千兆光网发展、持续推进骨干网演进和服务能力升级等已成为我国宽带网络发展的工作重点。展望2022年,光网络建设将重点聚焦400G/800G提速增容、差异化组网、AI增强、开放解耦探索、光电集成等多个维度持续创新发展,助力千兆光网加速应用。

摘要： 提出一种基于BCD工艺用于检测微弱光信号的单光子雪崩光电二极管(SPAD)及前端淬灭-复位电路(QRC).为减小边缘击穿的风险,提高响应度,设计了一种圆形P+/Nwell/Deep Nwell结构SPAD,Deep Nwell和衬底之间形成的pn结,能够有效减少p衬底流向雪崩区的暗电流,降低暗计数率,也保证了较小的纵向渡越时间,提高了响应速度.同时设计了P阱保护环,增大了器件的击穿电压.采用silvaco对器件进行二维仿真,与传统的P+/Nwel1结构以及P+/Nwell/BNwell结构进行了比较,验证了设计结构在击穿电压、响应度方面的优越性.为实现光电探测器与集成电路的协同设计,改进了APD光电器件的等效电路模型并在此基础上设计了主动淬灭复位电路,死时间约为2.6ns,能够达到快速探测的目的.测试结果表明,P+/Nwell/DNwell结构的雪崩击穿电压为15.8V,在过电压为0.2V时,650 nm光照射下,响应度约为0.80 A/W,暗计数率为20 kHz.

摘要： Micro LED微显示技术是将传统LED薄膜化、 微小化和矩阵化,像素点距离从毫米级降至微米级,并在一个芯片上高度集成的固体自发光显示技术,因其低功耗、响应快、寿命长、发光效率高等特点,被视为一种独特的显示面板技术.本文主要介绍了Micro LED微显示芯片的制备技术,包括芯片结构设计、制备技术优化、光电集成芯片制备技术、巨量转移技术,最后介绍了芯片小型化效应.

摘要： 本文采用0.18μm标准CMOS工艺设计并制备了一种MOS结构的低压栅控硅基发光器件.该光源器件内部采用n+-p+-p+-n+-p+-p+-n+的叉指结构,在相邻两个p+有源区之间覆盖多晶硅栅作为第三端控制电极,用于在源/漏区边缘形成场诱导结,降低p+/n-well结的反向击穿电压,提高器件发光功率.测试结果表明,该光源器件可以发射420nm～780nm的黄色可见光,在3V的正向栅压下,p+/n-well发光二极管的反向击穿电压下降到3V以下,光输出功率提高至2倍以上.本文设计的光源器件工作电压较低,并且与CMOS工艺完全兼容,可以与其他CMOS电路共用电源并且实现单片集成,在硅基光电子集成领域具有一定的应用价值.

摘要： 随着城市化进程的加快,城域空间综合利用、节本提效成为新型基础设施迫切需求.从智慧路灯建设需求出发,以资源整合、统一规划为原则,提出基于光电集成的智慧路灯系统布线方案.系统由光纤复合电缆主干布线系统和智慧路灯杆分支线布线系统组成:前者具备完整的电力输配网络和基于无源光网络(PON)的光通信传输系统,为系统提供电力供给和通信传输组网支撑;后者以智慧路灯应用为载体,实现智慧照明、4G/5G通信基站、充电桩、市政信息服务平台监控等功能.通过线缆光电集成技术和节点集成配套技术等关键技术的融合,实现了地上站址资源和地下管网资源的融合、高效和智能,提升了空间利用集约程度,节约了建设费用和维护成本,提高了城市承载能力和升级便利性.

摘要： 硅基光电子有着与互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)工艺兼容的优势,借助现有成熟的硅工业体系可以实现从理论设计到产品制造的快速转化。通过光互连与电互联的相互结合、取长补短,克服现有材料的限制,发挥新兴材料的优势,体现光电子集成在后摩尔时代高效化信息处理方面的优势。硅基光互连的实现需要依托于与当前集成电路制造工艺兼容的高效硅基片上光源。概述了后摩尔时代硅基片上光源的研究进展与面临的困难,重点介绍了本研究组在硅量子点(quantum dot,QD)光源、硅锗基光源、硅基应变锗光源等方面的研究进展。

摘要： 针对传统电光调制器存在调制速度慢、损耗高和封装尺寸大等问题,采用高电光系数的高分子材料,结合狭缝波导理论,提出了一种基于振荡微环的电光调制器,并利用COMSOL Multiphysics和Lumerical FDTD solutions仿真软件对该调制器的关键性能进行仿真分析.分析结果表明:该电光调制器在小封装尺寸条件下,具有优异的光电性能,而且兼容互补金属氧化物半导体(CMOS)标准制造工艺.

摘要： 本文提出一种基于双极工艺的光电集成电路,并着重论述放大电路的设计与优化。设计电路由两级放大级联构成:第一级为结构简单的跨阻放大器；第二级为可调增益带宽的电压放大器.电路中,各晶体管之间多采用自偏置的结构,电压放大器采用双环反馈控制.与传统的双极工艺光电集成电路相比,该电路具有结构简单,性能优良,能适应不同的工作条件和应用要求等优点。经仿真验证,设计基本符合了预期指标。

摘要： 本文介绍了一种基于光电集成技术的无源信号隔离传输系统，提出了具有较高测量精度的光电集成信号调制器的设计方案，计算讨论了调制器的重要参数，对光电集成调制器的性能进行试验研究，在此基础上建立了光电集成的无源信号隔离传输系统。该无源信号隔离传输系统可以克服传统高压隔离系统的缺点，适合在电磁环境恶劣的条件下进行信号的隔离传输。

摘要： 同时满足良好绝缘、快速响应、小尺寸、强电场测量传感器，是高电压研究的迫切需要，亦是高电压测量领域的难题。本文论述了光电电场测量系统的基本原理，设计了三种不同结构的光电集成电场测量传感器，并就传感器的输入输出特性进行了测量与分析。利用本测量系统，初步介绍了棒板间隙击穿过程冲击电场与复合绝缘子工频场测量中的应用，展示了光电集成电场测量系统在高压测量及其它研究领域的广阔应用前景。

摘要： 光电集成电场传感器具有抗干扰性好，对被测电磁场的影响小以及响应速度快等优点。单屏蔽光电集成强电场传感器是一种专门为强电场测量而设计的光电集成传感器。本文对单屏蔽光电集成强电场传感器的关键参数进行分析，提出了传感器的改进设计方案并予以实现，测定了传感器在工频下的输入输出特性曲线，验证了设计方案的合理性。

摘要： 采用Ansoft电磁场有限元仿真分析软件就单屏蔽电极结构光电集成强电场传感器对待测电场影响问题进行了仿真研究。建立了均匀场中传感器的晶片、金属屏蔽电极、封装外壳的仿真模型，对传感器在不同场域中的电场响应进行了计算，分析了平板间隙校准的要求、金属电极和封装外壳对电场的影响，为传感器的科学使用提供了依据。

摘要： 全球光网络正在面临着容量爆逼近其容量极限,导致空分复用成炸的新挑战,单模石英光纤已逐步为继波分复用后新的里程碑.下一代光接入网、光纤无线融合以及移动视频等都需要更大带宽和更多通道.云、高性能计算(HPC)和数据中心(DC)迎来了光互连的明媚春天.如此众多需求为光通信器件的研发和创新提供了前所未有的机遇,同时也遇到了严峻的挑战.本文还重点探讨了硅光子及光电集成的新进展.

摘要： Si基光子学是近年来在半导体光电子学和纳米材料科学领域中迅速发展起来的一个新型分支学科，旨在研究各类Si基低维材料的发光特性，各种Si基光子器件的设计与制作,并进而实现用于现代光通信技术的全Si光电子集成电路。预计在未来10年内，随着Si基纳米材料发光效率的提高，器件制备技术的进步和光电子集成工艺的成熟，Si基光子学的研究将出现重大突破性进展，并很有可能引发一场新的信息技术革命．本文介绍了用于Si基光电集成的光子学材料、器件与工艺在近3～5年内所取得的研究进展，并预测了它们的未来发展趋势。

摘要： 近几年来，全球及国内光通信行业得到了长足的发展，光通信正向高速、大容量、宽带、长距离及低成本方向迅速发展。光器件和光电器件的集成化是光通信最重要的核心技术，而它的发展方向就是光集成(PIC)和光电集成(OEIC)。光集成是集光学、微波、激光、微电子学及光电子学于一体的边缘学科，在工业、军事、国民经济等方面有广泛的应用。本文就通信及光网络、光子计算机、光集成器件、集成光学传感器等光集成热点进行研究。

摘要： 硅基光子器件及光电子集成已经成为当前世界上的热门研究项目和重大开发领域。本文将对硅基光子器件,包括硅基激光器、探测器和光波导器件及光电予集成的现状其发展趋势进行综合评述,重点是介绍硅基光波导器件的最新进展,包括对光互连的波长选择.SOI的优势、高速率、低功耗、集成化、调制器和光开关的现状等热门问题进行深入讨论。提出应该集中研究1.55和1.3微米波段、SOI基波导、硅基发射和探测的器件以及它们的单片和混合集成光子回路。同时还报道我们研制的速率为11.9G-bit/s的光调制器、时间为300/380 ps的光开关和效率达70％的光栅耦合器等最新进展。

摘要： 硅基光子器件及光电子集成已经成为当前世界上的热门研究项目和重大开发领域。本文将对硅基光子器件,包括硅基激光器、探测器和光波导器件及光电予集成的现状其发展趋势进行综合评述,重点是介绍硅基光波导器件的最新进展,包括对光互连的波长选择.SOI的优势、高速率、低功耗、集成化、调制器和光开关的现状等热门问题进行深入讨论。提出应该集中研究1.55和1.3微米波段、SOI基波导、硅基发射和探测的器件以及它们的单片和混合集成光子回路。同时还报道我们研制的速率为11.9G-bit/s的光调制器、时间为300/380 ps的光开关和效率达70％的光栅耦合器等最新进展。

摘要： 本发明适用于光电领域，提供了一种可集成光电器件及其制作方法、多个光电器件的集成方法，该器件包括：多层结构的基底，基底从底至顶底依次包括衬底以及在衬底上依次逐层生长出的第一N型接触层、N型包层、第二N型接触层、有源区、P型接触层和无定型硅波导层；硅波导区，硅波导区通过将所述无定型硅波导层第一次刻蚀为条状结构形成，硅波导区的两侧均暴露出条状的P型接触层。本发明通过III‑V的直接生长，在III‑V或着Si衬底上一次性直接生长各种III‑V光电器件层状结构，并使用无定型硅和SiO2为光波导，连接各个器件，避免使用键合技术和昂贵的SOI衬底，制作工艺简单，有利于大规模低成本生产。

摘要： 本申请提供一种光电子集成基板及其制作方法、光电子集成电路，本光电子集成基板包括基底、电子元件和光学传感器，光学传感器包括依次层叠设置的第一反射层、吸收层和第二反射层，第一反射层在基底上的正投影与第二反射层在基底上的正投影交叠，第一反射层和第二反射层用于形成谐振腔，吸收层位于谐振腔内。通过在光学传感器中设置第一反射层和第二反射层，第一反射层和第二反射层构成的谐振腔可以使入射到光学传感器中特定波长范围内的光线持续反射震荡，由此可以使吸收层充分地吸收特定波长范围内的光，提高了光学传感器的光吸收效率和光电转换效率。

摘要： 本申请实施例提供了一种光电子集成基板及其制作方法、光电子集成电路。该光电子集成基板包括：衬底、电子元件和光学元件，电子元件位于衬底一侧，包括薄膜晶体管，薄膜晶体管包括半导体有源层；光学元件位于衬底一侧，包括光电二极管，光电二极管包括N型半导体层、本征半导体层和P型半导体层，N型半导体层、本征半导体层和P型半导体层均与半导体有源层同层设置。本申请实施例提供的显示基板的光电子集成基板光电二极管与薄膜晶体管的制作工艺兼容性较高，能够减少mask的数量，降低制造成本，并且可以在确保蓝光信号光吸收的基础上，减少对长波长环境光的吸收，增强光电二极管的光谱选择性，有利于降低误码率。

摘要： 本公开提供了一种光电子集成基板及其制造方法、光电子集成电路。光电子集成基板包括基底以及设置在所述基底上的电子装置和光电二极管，所述光电二极管包括欧姆接触层和本征非晶硅层，所述欧姆接触层和本征非晶硅层沿着平行于所述基底平面的方向依次设置并连接。本公开通过将欧姆接触层和本征非晶硅层沿着垂直于入射光的方向依次设置，可以在增加受光面积的同时减小结电容，实现响应度和响应速度的同步提升，同时可以有效减小本征非晶硅层的厚度，在确保短波长信号光吸收的基础上，减小对长波长环境光的吸收，有效提高了光谱选择性，有效降低了误码率。

摘要： 本申请提供一种光电子集成基板及其制作方法、光电子集成电路，光电子集成基板中的光学传感器采用第一光电二极管和第二光电二极管层叠设置的结构，且第一光电二极管和第二光电二极管至少部分交叠，第一光电二极管吸收的信号光的波长与第二光电二极管吸收的信号光的波长不同。本申请通过使两个光电二极管分别吸收不同波长的光信号，实现双通道通信，提高了通信速度，并且由于两个光电二极管互相交叠，也避免了额外增加像素面积，有利于显示功能的集成。

摘要： 本发明适用于光电领域，提供了一种可集成光电器件及其制作方法、多个光电器件的集成方法，该器件包括：多层结构的基底，基底从底至顶底依次包括衬底以及在衬底上依次逐层生长出的第一N型接触层、N型包层、第二N型接触层、有源区、P型接触层和无定型硅波导层；硅波导区，硅波导区通过将所述无定型硅波导层第一次刻蚀为条状结构形成，硅波导区的两侧均暴露出条状的P型接触层。本发明通过III‑V的直接生长，在III‑V或着Si衬底上一次性直接生长各种III‑V光电器件层状结构，并使用无定型硅和SiO2为光波导，连接各个器件，避免使用键合技术和昂贵的SOI衬底，制作工艺简单，有利于大规模低成本生产。

摘要： 本发明公开了一种硅基光电集成芯片装置和带有该装置的发射系统，该装置包括：片上集成的电光调制器，用于接收输入的光源，并将输入的电调制信号调制为光信号；片上集成的光学滤波器，用于对来自所述片上集成的电光调制器的调制后的光信号进行滤波，输出经过调制和滤波后的光信号；至少一个片上集成的光学耦合器，用于将所述经过调制和滤波后的光信号输出。本发明采用片上集成的光学滤波器对发射系统的带宽进行粗补偿和采用片上集成的电光调制器进行细补偿从而提高了带宽补偿效率，提高了信噪比，减小了装置体积，降低了制造成本。

摘要： 本发明涉及光电集成芯片(2)，芯片具有基板(20)、布置在基板上侧(21)的多个材料层、集成在芯片的一个或多个波导材料层中的光波导和光栅耦合器(60)，光栅耦合器形成在光波导中并在波导材料层的出层平面方向上引起波导中引导的辐射的光束偏转或在波导材料层的入层平面方向上使辐射的光束偏转以耦合到波导中。对于芯片，本发明设置光学衍射和折射结构(100、100a)，光学衍射和折射结构集成在光栅耦合器(60)上方或下方的芯片(2)的材料层中，或者集成在光栅耦合器(60)上方或下方的多个材料层中，或者集成在基板(20)的后侧，衍射和折射结构在辐射被耦合入波导中之前或辐射被耦合出波导外之后执行辐射的光束整形。

摘要： 本发明公开了一种硅基光电集成芯片装置和带有该装置的发射系统，该装置包括：片上集成的电光调制器，用于接收输入的光源，并将输入的电调制信号调制为光信号；片上集成的光学滤波器，用于对来自所述片上集成的电光调制器的调制后的光信号进行滤波，输出经过调制和滤波后的光信号；至少一个片上集成的光学耦合器，用于将所述经过调制和滤波后的光信号输出。本发明采用片上集成的光学滤波器对发射系统的带宽进行粗补偿和采用片上集成的电光调制器进行细补偿从而提高了带宽补偿效率，提高了信噪比，减小了装置体积，降低了制造成本。

摘要： 本实用新型涉点验钞机生产及钞票检测领域，具体为一种磁光电集成传感器及应用磁光电集成传感器的点验钞机。该集成传感器包括光电传感器、磁传感器、线路板，具体结构如下：光电传感器、磁传感器集成设置于线路板上，在磁光电集成传感器的固定位置处放置光电传感器。以磁光电集成传感器的中心线为准，对称放置磁传感器和光电传感器。本实用新型将磁传感器和光电传感器集成到一个传感器中，将磁光电集成传感器应用于点验钞机，磁信号和光电信号同时进行输出，减少外部信号走线，增强了输出信号的抗干扰能力，而且使用磁光电集成传感器的点验钞机，整体机械结构简单，工艺性好。