基于DAC阵列的光交叉芯片控制驱动系统

为标定光交叉芯片驱动电压,控制光交叉芯片实现光路由功能,提出并搭建了基于多通道DAC(Digital to Analog Converter)阵列的控制驱动电路系统。系统主要由控制系统模块、多路驱动电路模块及上位机控制模块构成。控制电路和驱动电路具有调校简单、可双极性输出、输出路数多、加电精确度较高的特点,解决了当前驱动电路工作繁琐、加电极性单一、加电路数少、精度差的问题。上位机控制模块除了可控制驱动电路施加控制电压外,还可接收来自数据采集装置采集到的光功率信号作为控制驱动系统的反馈信号。通过分析控制电压与光功率之间的关系,可得到最佳的光交叉芯片控制驱动电压。系统测试实验结果表明,该系统能提供高精确度的双极性驱动电压,有效地对光交叉芯片进行驱动。可在较短的时间内标定出光开关的控制电压,完全可以满足有源光交叉芯片控制中对驱动电压的需求。该系统在光交叉芯片控制方面具有一定的应用价值。

硅基光开关及阵列研究进展

随着网络传输数据的爆炸式增长,传统集成电路芯片面临着难以进一步提升交换速率及继续扩大容量等挑战。相较于传统电子芯片,硅基光子器件具有交换速度快、功耗低、带宽大和与CMOS工艺兼容性好等优点,可满足下一代全光交换网络、数据中心和高性能计算光互连的迫切需求,被视为在后摩尔时代突破芯片容量最具前途的解决方案,受到日益广泛关注。文章介绍了硅基光子芯片中光开关单元及阵列的技术原理和发展现状,重点论述了MZI型、MRR型开关单元,以及常见阵列拓扑结构,介绍了近年来大规模光开关阵列的国内外研究进展,讨论了未来硅基光开关及阵列研究中面临的主要问题和解决方法。

三维光子集成芯片的进展与挑战(特邀)

以光子为信息传输媒介的光子集成芯片,具有高带宽、高速率、高灵敏度等优点,在光通信、光互联、光学传感等领域得到了广泛的研究与应用。为了进一步提高光子集成芯片的集成度、扩展光子集成芯片的功能,在原本二维平面的光子集成芯片的基础上,通过晶圆键合、气相沉积、磁控溅射等方法,制备三维集成光子芯片。利用多层堆叠的方式,使光子集成芯片在厚度上进行拓展,在紧凑的尺寸上,实现大规模集成光子芯片的制备。本文介绍了几种三维光子集成芯片的材料平台与制备工艺,包括单晶硅(c-Si)键合、SiN-on-SOI、非晶硅(a-Si)沉积、多晶硅(p-Si)沉积和聚合物三维光子集成芯片制造平台,结合关键器件与在光互连、光通信、激光雷达等领域的应用,介绍了不同工艺平台的发展现状与挑战。

基于VR技术的实时交互平台的设计与实验

随着科技进步与生活水平的提高,基于VR技术的产品已经以商品的形式进入千家万户。但事实上,其相关衍生品主要以旅游和视频应用为主,种类单一,缺乏创新。同时,普通的VR产品不具备实时交互性,用户体验差。基于以上问题,本文基于VR技术,下位机以单片机为核心,上位机采用UNITY 3D游戏引擎的安卓开发平台,下位机利用蓝牙模块HC-05,实现与上位机的实时交互,从而实现虚拟现实中的实时操作。

湿腐蚀法制备U形塑料光纤折射率传感器

为提升折射率测量灵敏度、方便测量,通过湿腐蚀法制备了高灵敏度的U形塑料光纤折射率传感器。从理论上分析了多模塑料光纤宏弯曲折射率传感器的原理,利用射线法对塑料光纤中传输光场进行近似,获得多模塑料光纤宏弯曲模式损耗的表达式。采用丙酮和甲醇混合溶液作为腐蚀剂,利用湿腐蚀法对塑料光纤进行处理,观察不同腐蚀剂浓度腐蚀后光纤表面形貌,得到最佳腐蚀剂浓度为丙酮浓度80%。采用热定型法对腐蚀后的光纤进行宏弯曲处理,通过改变光纤芯径及弯曲半径优化传感器性能。利用655 nm红光激光器作为光源对其灵敏度进行测试,在1.301.45的较大折射率范围内,得到最佳灵敏度为618%/RIU(RIU为折射率单位)。实验结果证明,通过宏弯曲处理可以使传感器灵敏度得到提升,并且U形探头使测量更加方便,可以广泛应用于折射率传感领域。

聚合物平面光波导器件的研究进展

聚合物平面光波导(PLC)器件以其低损耗、低成本、低功耗,以及制备工艺简单等优点,在光通信网络、微波光子学、传感监控等领域发挥着重要作用。文章梳理了近年来聚合物平面光波导器件的代表性工作,其中包括阵列波导光栅、可变光衰减器、光开关及其集成器件,讨论了聚合物平面光波导未来的发展方向。

Multi-functional optical fiber sensor system based on a dense wavelength division multiplexer

We propose a novel and efficient multi-functional optical fiber sensor system based on a dense wavelength division multiplexer(DWDM).This system consists of an optical fiber temperature sensor, an optical fiber strain sensor, and a 48-channel DWDM.This system can monitor temperature and strain changes at the same time.The ranges of these two sensors are from-20℃ to 100℃ and from-1000 με to 2000 με, respectively.The sensitivities of the temperature sensor and strain sensor are 0.03572 nm/℃ and 0.03808 nm/N, respectively.With the aid of a broadband source and spectrometer,different kinds and ranges of parameters in the environment can be monitored by using suitable sensors.

聚合物三维光子集成芯片的进展与挑战(特邀)

光子集成芯片在光交叉、光通信、激光雷达领域中得到广泛的研究和应用,为进一步拓展光子芯片的规模和性能,三维光子集成芯片成为研究热点。三维光子集成芯片是指光在波导中传输时,不再限制在二维平面,通过层间耦合或者三维波导的方式实现空间上拓展的一种光子集成芯片。在众多光子平台中,聚合物光子平台是一种灵活、功耗低且性能高的材料平台。由于加工工艺简单、加工成本低,非常适合用于三维光子芯片的加工。着重介绍聚合物三维光子芯片,分别从超快激光加工和多层堆叠两个方面讨论当前的研究进展,最终对存在的问题和可能遇到的挑战进行讨论,并给出可能的解决方案。