重庆光电技术研究所新产品介绍

一、GF9410U 型 GaAs 发光二极管1.器件结构及简要工作原理该 GaAs 发光二极管是在 n 型 GaAs 衬底上,通过液相外延技术形成一层 n 型 GaAs 和一层型 GaAs 同质 In 结,再用树脂封装而成。在正向偏咒下。

基于光电混合反馈控制的光电振荡器稳频研究

光电振荡器具有输出信号相位噪声低、频率可调的优点,已成为军民应用领域的研究热点。然而,目前光电振荡器存在输出信号频率不稳定的核心问题,这限制了其在工程中的应用和推广。基于此,文章研究了光电振荡器频率漂移机理,提出了一种基于光电混合反馈控制的光电振荡器频率稳定方法,该方法在保证光电振荡器低相噪的情况下可同时实现光电振荡器特定振荡频率的稳定输出。实验测试得到光电振荡器的稳定度达到了5.6×10^(-12)/天,这可以满足工程中对频率稳定的应用需求。

200 Gbit/s PAM4光发射组件封装技术研究

针对200 Gbit/s PAM4光收发模块的设计需求,提出了一种基于四阶脉冲幅度调制(PAM4)、数据传输速率达200 Gbit/s的光发射组件封装方案。该封装内部集成了4路PAM4电/光转换通道,单通道数据传输速率为50 Gbit/s。介绍了该200 Gbit/s PAM4光发射组件的组成和技术难点,然后对其中的50 Gbit/s数据传输通道进行了建模、仿真和优化,最后完成了样品的测试。测试结果表明:样品的单通道PAM4数据速率可达50 Gbit/s,整体PAM4数据速率可达200 Gbit/s,满足光收发模块的设计需求。

基于Python的半导体激光二极管仿真技术研究

基于Python语言,编写具有UI界面的半导体激光二极管(LD)仿真EDA程序,该程序可以设置LD芯片有源区的材料组分,分析材料参数并计算波导折射率,绘制折射率分布曲线和光强分布曲线,计算芯片的有源区的能带结构及增益特性并绘制在不同载流子浓度下的光增益谱曲线。通过该EDA程序,对791 nm波长的半导体激光二极管芯片进行了仿真,参考仿真结果制作了发光区条宽为190μm,腔长为4 mm的芯片,15 A电流下其峰值功率达16.25 W。

基于DBR增强的850 nm GaAs/AlGaAs单行载流子光电探测器

高速850 nm GaAs/AlGaAs面入射型单行载流子光电探测器(PD)是短距离光链路中的重要器件,面临着带宽和响应度之间的相互矛盾。报道了一种基于分布布拉格反射器(DBR)增强的GaAs/AlGaAs单行载流子光电探测器(UTC-PD)。DBR由20个周期的高/低Al组分的Al_(x)Ga_(1-x)As三元合金组成,可以在830~870 nm范围内形成大于0.9的反射。在AlGaAs DBR的增强下,将GaAs吸收层所需的厚度降低到1 040 nm,兼顾PD对光的吸收率和光生载流子的渡越时间。采用双台面、聚合物平面化、共面波导电极结构制作了UTC-PD器件。该器件在850 nm波长、-2 V偏压下具有19.26 GHz的-3 dB带宽和0.492 6 A/W的响应度。

高灵敏度光收发组件自动温度控制技术研究

为了实现数字信号长距离和高可靠的传输,设计了一种高灵敏度、高集成的数字光收发组件。介绍光收发组件的工作原理,设计基于分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser,DFB)和雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode,APD)探测器的高灵敏度光收发组件,详细分析其中自动功率控制功能、消光比自动控制以及自动APD升压控制的设计。实验结果表明,温控精度可达±0.1℃,组件工作稳定,可以满足数字信号高灵敏度和长距离的传输需求。

基于激光器RIN抑制的宽带低噪声微波光传输技术

微波光子链路中的核心器件激光器、调制器、光电探测器均为有源器件,在微波信号的电光光电转换过程中会引入额外的噪声,导致微波信号的噪声性能恶化,高的噪声系数会降低电子信息系统的灵敏度、动态范围、探测精度等关键性能指标,因此抑制噪声成为实现高性能微波光子系统的关键。文章针对当前激光器噪声较高的限制,提出采用常规分布反馈(DFB)激光器与光放大器、窄带光子滤波相组合的方式来抑制激光源噪声,实现微波光子链路的宽带低噪声。建立了微波光子链路传输模型,分析了链路性能与器件参数之间的映射关系。实测对比了采用该组合光源方案与常规微波光子链路的噪声性能,结果表明采用高功率光源结合光滤波可对激光器远端相对强度噪声(RIN)实现高的抑制,通过优化,噪声系数较常规水平可改善15dB以上。

光电耦合器内部气氛控制技术及工艺研究

为满足尖端领域对高可靠性元器件内部气氛控制的要求,分析了内部气氛的构成及现有内部气氛控制水平,并基于现有工艺,采取多维度内部气氛控制的工艺措施,在各工艺维度上,通过试验研究对工艺条件进行迭代验证,并增加配套控制措施,确定了各工艺维度的条件。经过试验验证,内部气氛控制水平有显著提升,可满足航天高可靠性的控制要求且有较大余量。

国外微光电子机械系统技术的研究现状

微光电子机械系统(MOEMS)技术对现代动态波分复用(WDM)网出现的许多问题,能够提供低成本的解决办法,可以制成数字光调制器、电控可变衰减器、WDM均衡器和可编程波长上路/下路系统,用于动态WDM输送网。在最近几年内,MOEMS技术发展很快,可望成为几十亿美元的产业。

InP基连续面型方形微透镜设计与制作技术研究

建立了非球面连续面型方形口径微透镜性能仿真模型,利用ZEMAX软件对10°视场、50μm周期、填充因子接近100%的磷化铟微透镜面型参数进行了优化设计。开发了衍射调制动态曝光与感应耦合等离子体刻蚀系统误差补偿方法制作出的磷化铟微透镜,其表面粗糙度小于2 nm,面型数据与设计值相比误差小于1/4工作波长,达到完善成像水平。

近红外增强低串扰四象限探测器技术研究

黑硅四象限光电探测器结合了黑硅技术与四象限探测器技术,与传统结构四象限光电探测器相比,具有更高的灵敏度、更宽的响应光谱范围和更快的响应速度,可有效提高激光制导武器的探测距离与探测精度,在国防军事领域具有突出的应用价值和广阔的应用前景。本文四象限探测器采用硅材料制作,硅材料本身对波长大于1000nm光子的吸收能力差,导致器件的近红外响应低。黑硅结构从紫外光(波长250nm)到近红外光(波长2500nm)都具有高吸收率,可以增强硅基四象限光电探测器近红外响应灵敏度。本文研制的像元串扰抑制结构,可以有效的防止像元边缘的光生载流子扩散入邻近像元,从而形成串扰,退化器件性能。本文基于湿法腐蚀的黑硅制作技术,隔离沟槽和截止环复合结构串扰抑制技术,研制了近红外响应增强低串扰四象限探测器。研究结果表明,在400nm-1060nm波长范围内,研制的黑硅反射率小于2%,器件响应度达到0.55A/W@1060nm,像元间串扰小于2%@1060nm。

质子辐照诱发CCD片上放大器单管性能退化实验与仿真研究

辐照诱发电荷耦合器件(CCD)图像传感器性能退化与CCD片上放大器中的金属氧化物半导体(MOS)管性能退化密切相关。本文以国产CCD片上放大器中的MOS管为研究对象,开展了3种不同注量的质子辐照实验,测试了辐照前后性能参数的退化规律。采用SENTAURUS TCAD软件建立了CCD片上放大器中MOS管的工艺模型,在SiO2层引入固定正电荷,在Si/SiO2界面处引入界面态进行了辐射效应仿真模拟,仿真结果与辐照实验测试结果吻合较好。结合辐照实验和仿真模拟结果,对CCD片上放大器中MOS管的质子辐照损伤效应进行了深入分析,结果表明:阈值电压与饱和输出电流等辐照特性参数的变化主要由辐射感生氧化层陷阱电荷和界面态导致,辐照感生陷阱电荷量与质子辐照注量大小相关,辐照注量越大特性参数变化越大。最后开展了室温退火测试,测试结果表明:随着退火时间的延长,阈值电压与饱和电流出现一定程度的恢复。

一种针对大像元CCD的电荷累积方法研究

提出了一种针对大像元CCD的电荷累积的方法,包括器件内垂直和水平方向像元结构细分与电荷包求和,以及驱动时序上的多相非等分驱动。其特点在于,通过时序与CCD图传感器结构的配合,实现了大电荷量在图像传感器内累积的功能,大幅提高了模拟信号动态。再将此方法应用到一款210μm×210μm的大像元CCD器件上,以此方法为架构搭建硬件电路并进行软件设计,通过采集成像和参数测试对方法效果进行验证。测试结果表明,在不损失转移效率的情况下,实现了CCD内信号累积和模拟输出的CDS采集成像,提高了满阱容量和动态范围。

基于行过扫数据降低大面阵CCD图像噪声算法研究

针对全帧转移大面阵电荷耦合器件(CCD)多帧图像数据随时间漂移的现象和测试电路引入的噪声,导致无法准确评估CCD器件的参数,文章提出一种基于行过扫数据校正算法。行有效像元数据与对应行垂直过扫数据同时输出,通过有效像元数据减去垂直过扫数据均值,对图像数据漂移的现象进行抑制。测试电路中模拟模块与数字模块同时作用于单行有效像元数据与垂直过扫数据,通过有效像元数据减去垂直过扫数据均值,消除测试电路引入的噪声。实验结果表明,经过该算法校正后的器件读出噪声减小了20%,暗场差值图像中超过15e^(-)和25e^(-)的比例减小了25%。该算法适用于大面阵CCD器件,可校正测试系统引入的测试误差,提高全帧转移大面阵CCD器件测试效率。

铌酸锂M-Z电光强度调制器光辐射模研究

铌酸锂马赫-曾德尔(M-Z)电光强度调制器光辐射模与光纤耦合是导致芯片与光纤组件耦合失效的主要原因。采用光纤与芯片高精度耦合扫描法对光波导和光辐射模进行扫描,研究了光辐射模中心位置分布、光辐射模输出光功率随偏置电压的变化特性,以及光辐射模、光波导与光纤耦合光能量的分布特性。测得光波导在X,Y方向的有效耦合范围分别为14~15.5μm和14~16μm,光辐射模在X,Y方向的有效耦合范围分别为89~92μm和92~96μm。根据所研究的光辐射模特性,制定了失效耦合的解决方案,解决了光辐射模耦合失效问题。

硅基锗探测器低暗电流技术研究

本文针对波导型硅基锗探测器制造工艺中引入的锗表面损伤与铝穿刺对锗探测器暗电流的影响进行了研究。我们发现,锗表面损伤和铝穿刺会对探测器暗电流产生直接影响并导致其增加。为此,本文采用湿法腐蚀工艺去除锗表面损伤层,同时使用低温淀积钝化层、以及电极金属增加TIN阻挡层的工艺,有效降低了锗探测器的暗电流,同时保持了其良好的欧姆接触特性。

一种新型自封焊小型化光电探测模块

提出了一种基于LTCC陶瓷基板的自封焊小型化光电探测模块,通过LTCC内埋电阻发热快速实现器件的密封。该模块不仅可以支持内部集成多种功能的光电芯片,还可与外部单元实现平面化、表贴式贴装,大幅提升模块安装适配性与可靠性。通过测试,模块在18GHz频率范围内具有高响应度与高平坦度,在体积上相较分立器件缩小了一个数量级,同时模块成本预计可降低一半以上,在机载、星载、弹载等平台的宽带相控阵系统中具有广阔的应用前景。

GaAs基Ⅲ-Ⅴ族多结太阳电池技术研究进展

GaAs太阳电池由于其性能优越,成为了光伏领域的发展重点。简单介绍了GaAs基Ⅲ-Ⅴ族多结太阳电池的应用和研究进展,并对其发展趋势进行了展望。

紫外图像传感器技术研究进展

介绍了两类主要的紫外图像传感器技术的最新研究进展,根据其特点对它们在特定紫外成像应用需求中的优势和不足进行了简要分析,最后对这些紫外图像传感器技术的未来发展进行了展望。

模拟微波光传输链路中的相位检测技术研究

针对目前模拟微波光子信号在长距离传输中相位不稳的现象,提出了一种基于双载波矢量和原理的相位检测技术。文中对该技术的基本检测原理进行了详细推导;实验上以1GHz的射频信号为例,对其光路设计、实验进行了系统研究。实验结果显示,该相位检测系统可对1GHz信号实现精度优于3°的相位检测。基于该方案的相位检测系统由于分辨率高、结构简单、易于构建等优点可推广至毫米波频段,应用于光控相控阵、本振信号传输以及空间技术等多个领域的相位检测,进一步实现稳相传输。