多通道薄膜铌酸锂阵列波导光栅研制

基于薄膜铌酸锂材料平台,通过开发金属掩膜与ICP刻蚀相结合的波导制备工艺,研制出了8通道且通道间隔400 GHz的阵列波导光栅,器件整体尺寸为1.28 mm×1.38 mm。测试结果表明,该阵列波导光栅的串扰小于-15 dB,通道非均匀性小于0.5 dB。该器件为薄膜铌酸锂基波分复用技术积累了研制经验,并有望推进多通道微波光子模块的小型化应用。

超薄多通道射频光接收组件

射频光纤传输组件利用光子学的方式实现射频信号的传输与处理,超薄射频光纤传输组件是构筑超薄相控阵的核心单元。南京电子器件研究所利用射频、光电混合微组装集成工艺研制了表贴型超薄四通道集成射频光接收组件,如图1所示,解决了微型多通道光纤阵列高精度光耦合、多通道光信号串扰抑制、宽带光电信号高频互连传输及高可靠光纤接口气密封装等多项关键技术难题,实现了频率范围覆盖DC~12 GHz、厚度<3 mm、尺寸<12 mm×12 mm的四通道集成射频光接收组件。图2为四个通道不同波段射频光信号接收的测试结果,其中,通道1的工作频率为4~12 GHz,通道2和通道3的工作频率为DC~12 GHz,通道4的工作频率为0.4~1.8 GHz。

铌酸锂薄膜高速电光开关的设计与制备

基于硅基铌酸锂薄膜(Lithium Niobate on insulator,LNOI)材料平台,设计并制备了高速电光开关芯片,并实现了芯片的光纤耦合、管壳封装和性能测试。测试结果表明,该高速电光开关器件的开关速度达到13.4 ns,消光比达到31.8 dB。研究工作对未来研制光学延时芯片和波束形成网络芯片具有重要的支撑意义。

一种水流质型光伏光热综合利用系统的设计

为进一步提高光伏组件与水的换热效率,设计了一套扁集热管结构的水流质型光伏光热(PVT)综合利用系统,并分别在3种工况下进行了连续8 h的温度与效率的跟踪测试,得出组件的温度特性与功率特性的变化情况、毛的光热转换效率、水泵产生的附加热效应。在排除水泵工作产生的附加热效应后,得到该系统的净光热转换效率与净总效率随保温桶水温的变化曲线。净光热转换效率与净总效率都随着保温桶水温的变化(或工作时间的延长)先升后降,存在一个极大值点,分别为70.31%与73.23%。8 h总的净光热转换效率为55.9%,总光电转换效率为2.74%,总能量利用率为58.64%。与相关文献比较,光热转换效率很高,光电转换效率很低,对此现象进行了分析,并对应用市场进行评价。

LNOI阵列波导光栅的设计与制备

基于薄膜铌酸锂(Lithium Niobate on insulator,LNOI)材料平台,设计并制备了中心波长1550 nm、4通道且通道间隔为400 GHz的阵列波导光栅,并完成了LNOI波导端面抛光。测试结果表明,该阵列波导光栅相邻通道间串扰约-7.5 dB,通道非均匀性小于0.5 dB,中心波长1551.3 nm,但存在较大插入损耗,约27.2 dB。该研究工作对研制高性能LNOI阵列波导光栅具有重要推动作用。

基于石墨烯场效应晶体管的光电混频器研究

研究了基于石墨烯场效应晶体管(GFET)的光电混频器(Optoelectronic Mixer,OEM)。器件采用叉指电极结构,增大了器件的光吸收效率,并避免了顶栅结构栅金属对光的反射作用。采用基于7.62 cm硅基GFET的圆片工艺,实现了栅长为1μm共8指的器件制备。测试结果表明,器件的工作频率达到20 GHz。在20 GHz工作频率下,器件光探测响应度达到2.8 mA/W,光载20 GHz射频变换到1 GHz中频的混频效率为-15.87 dB。

微波光子收/发模块技术

微波光子收/发模块是微波光子系统中实现电光/光电转换等功能的核心部件,在雷达、电子对抗及通信等系统中均具有广泛应用。文章介绍了微波光子收/发模块结构原理和典型产品,论述了微波光子收/发模块未来发展趋势及关键技术。