第五届光电子集成芯片立强大会

2024年7月深圳https://b2b.csoe.org.cn/meeting/FPIC2024.html为进一步推动光电子与交叉领域的技术交流、产业链合作和人才培养,展示光电子集成芯片材料、器件、工艺平台、仿真设计、封测技术及其在光通信、数据中心、高性能计算、多维存储与显示、无人驾驶、传感与成像等领域的应用,中国光学工程学会将联合业内优势单位,于2024年7月13-18日在厦门举办“第四届光电子集成芯片立强论坛”。本届盛会设有15个专题分会,力邀200余位学术界、工业界领军专家出席,开展广泛的交流探讨。同期将举办圆桌论坛、专家讲座、培训、光电产业化论坛、光电科技创新优秀成果展等活动,为与会者提供新的技术思路和前沿信息,向企业、科研人员、老师学生提供专业级学习机会。

第五届光电子集成芯片立强大会

为进一步推动光电子与交叉领域的技术交流、产业链合作和人才培养,展示光电子集成芯片材料、器件、工艺平台、仿真设计、封测技术及其在光通信、数据中心、高性能计算、多维存储与显示、无人驾驶、传感与成像等领域的应用,中国光学工程学会将联合业内优势单位,于2024年7月在厦门举办“第四届光电子集成芯片立强论坛”。本届盛会设有15个专题分会,力邀200余位学术界、工业界领军专家出席,开展广泛的交流探讨。同期将举办圆桌论坛、专家讲座、培训、光电产业化论坛、光电科技创新优秀成果展等活动,为与会者提供新的技术思路和前沿信息,向企业、科研人员、老师学生提供专业级学习机会。

基于压电效应的光电子集成技术研究进展(特邀)

压电效应是一种实现电能与机械能之间相互转换的重要物理现象。随着集成光电子技术和压电薄膜材料制备技术的日益成熟,压电效应在光电子集成芯片领域引起广泛的研究。在压电效应的作用下,外部电场可以操控薄膜材料的形变,从而改变折射率,实现光电调谐和声光调制。本文首先介绍常见压电薄膜材料及其研究进展,随后回顾和探讨基于压电效应的光电子集成器件的研究进展。最后,对压电调谐器件和声光调制器的应用进行介绍和展望,分析其大规模应用面临的挑战和问题。

2.5D/3D硅基光电子集成技术及应用

全球网络流量急速增长,数据传输所需带宽和能源消耗也随之快速增加,传统电子信息互联架构已无法满足日益增长的带宽和节约能耗的需求。硅基光电子技术具有带宽高、能耗低并且可以利用成熟的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术将光子集成电路和电子集成电路大规模集成在硅衬底上等优势,能满足下一代数据传输系统的迫切需求。2.5D/3D硅基光电子集成技术可以有效缩短光芯片和电芯片之间电学互连长度、减小芯片尺寸,从而减小寄生效应、提高集成密度和降低功耗。文章介绍了硅基光电子集成技术的不同方案和最新进展,并展望了硅基光电子芯片结合2.5D/3D集成技术在数据通信、激光雷达、生化传感以及光计算等领域的应用前景。

基于集成光电子技术的通信资源联合分配算法

开展通信资源分配时,通信环境较差会降低通信资源的分配效果,影响用户的上网体验,为此提出了基于集成光电子技术的通信资源联合分配算法。该方法使用集成光电子技术,对通信系统的通信环境实施优化处理,结合通信系统结构,建立通信系统资源分配问题模型,确定资源分配时的相关约束条件;采用模糊聚类方法对定D2D用户分组,选取最佳用户资源;使用博弈论理论建立一种通信用户功率控制策略,联合上述资源选取方法,构建联合通信资源分配算法,精准地实现通信资源的分配。实验结果表明,使用该方法开展通信资源联合分配时,分配效果好、性能高。

收放式光电复合缆集成检测装置创新设计

光电复合缆是将光单元复合于低压电力电缆内,同时具有电力传输和光通信传输能力,收放式光电复合缆能在一定的工作负载下进行拖曳、系留及野外应急等收放操作。为了保障收放式光电复合缆工作准确和安全可靠,往往需要测量线缆张力、位移及速度等过程参数。基于TRIZ理论,进行了一种收放式光电复合缆多功能集成检测装置的创新设计,它是在三滑轮式张力传感器上集成了霍尔式增量型旋转编码器,可同时实现光电复合缆收放张力、位移及速度等的自动在线测量和监测。

基于氮化镓集成光电子芯片的单通道全双工可见光通信系统

为了应对新一代通信技术频谱危机,根据量子阱二极管发光谱和探测谱存在重叠区的物理现象,提出一种基于氮化镓集成光电子芯片的单通道全双工可见光通信系统。采用具有相同量子阱结构的一对蓝光、绿光氮化镓量子阱二极管器件,分别作为光发射器和光接收器,器件集成TiO_(2)/SiO_(2)分布式布喇格反射镜(DBR),将入射光和发射光隔离,实现单通道全双工光通信。测试结果表明,该可见光通信系统通过集成氮化镓光电子芯片,节约了信道空间,对面向未来6G的可见光通信技术的发展具有重要意义。

绿光收发一体式集成光电子芯片的脉搏检测传感器

光学体积描记(PPG,photo plethysmo graphy)因其设计简单、成本低、信号周期能有效反应心脏节律等特点被广泛应用于检测心率及脉搏活动。基于多量子阱(MQW,multiple quantum well)二极管发光谱与探测谱存在重叠区的物理现象,采用兼容工艺在一块氮化镓芯片上实现光发射和接收器件的集成,研制收发一体式集成光电子芯片及脉搏传感器。实验结果表明,该氮化镓集成光电子芯片能够有效地接收经过心脏脉冲调制过的反射光。结合电路处理,能够根据还原的PPG信号计算出测试者的心率及脉搏跳变频率,以此起到检测和警示的作用。

硅基光电子工艺中集成锗探测器的工艺挑战与解决方法

锗探测器是硅基光电子芯片中实现光电信号转化的核心器件。在硅基光电子芯片工艺中实现异质单片集成高性能锗探测器工艺,是光模块等硅基光电子产品实现小体积、低成本和易制造的优先选择。本文讨论了硅基光电子芯片集成锗探测器在实际工艺中遇到的挑战和解决思路。硅基光电子芯片集成锗探测器主要挑战在于热预算兼容、金属污染防控及工艺结构的匹配三个方面。

光电信息技术在农业智能化生产中的应用

光电信息技术在农业智能化生产中的应用已经成为当今农业发展的重要推动力量。随着科技的不断进步和农业现代化的推进,传统的农业生产模式正在经历着深刻的变革,光电信息技术作为一种前沿的技术手段,以其高效、精准、智能的特点,光电信息技术能够实现对农作物的精准识别与监测,通过搭载传感器的智能设备对土壤、水质、气候等环境因素进行实时监测与分析,为农业生产带来了新的机遇和挑战。基于此,本文简单讨论了光电信息技术在农业智能化生产中的应用价值,并深入探讨了光电信息技术在农业智能化生产中的应用价值及难点和要点,以供参考。

用于宽频带时域电场测量的光电集成电场传感器

电场测量是电气工程领域的基础研究手段。光电集成电场传感器具有无源、小尺寸、宽频带、动态范围大等优点,能够满足电力工程领域不同场合的电场测量需求。首先介绍了光电集成电场传感器的半波电场、静态偏置点可控性、温度稳定性和湿度稳定性四方面的关键技术问题以及相关解决措施,并提出了未来相关方向的具体研究工作思路及其改进方案。另外就所研制的光电集成电场传感器的线性测量范围、时域响应、频率响应等关键电气特性进行了比较分析。最后,结合近年的工作,介绍了利用所研制光电集成电场传感器在直流、工频、μs级暂态、ns级暂态等典型时域电场中的测量应用。

光电集成强电场测量系统及其应用研究

为研发高性能强电场测量系统,在分析高压电场测量的特殊要求后,介绍了光电电场测量系统的基本原理、最新进展及其在高压测量领域的优势。通过对光电集成电场测量系统及传感器体系结构、关键参数的分析,研制了一种光电集成强电场传感器并测量它的输入输出特性。用研制的测量系统测量棒板间隙击穿过程冲击电场与复合绝缘子工频场,证明光电集成电场测量系统在高压测量研究领域的广阔应用前景。

2．5Gb／s混合集成光发射OEIC

研制了适用于光纤通信系统的具有完全自主知识产权的混合集成光发射芯片.采用光刻制版技术将采用0.35μm硅CMOS工艺实现的激光驱动器芯片与采用湿法腐蚀、聚合物平坦和lift off等技术实现的激光器芯片制作在一块陶瓷衬底上形成"光电一体"芯片.该芯片工作速率2.5Gb/s,波长1550nm,输出光功率0dBm,消光比5.6dB.

集成型硅光电负阻器件及应用研究

本文报道了对集成型硅光电负阻器件及其应用的初步研究结果．文中介绍了硅光电负阻器件（ＰＬＢＴ）的特性并对用该器件所构成的光控正弦波振荡器进行了实验研究．根据实验结果。

光电集成强电场传感器的频率特性校准研究

为了将光电集成电场传感器用于时域电场测量,为高电压技术领域的研究工作提供一种有效的实验手段,需要校准传感器的频率特性,常用的实验手段无法满足上述校准需求,故结合高电压工程领域电场传感器校准的基本要求和光电集成电场传感器的特点,分析并确定了传感器时域校准的方案,利用有界波电磁脉冲模拟器开展校准工作,通过实验与计算获得了传感器的上升时间和上限截止频率等,为传感器的测量应用打下了基础。

用于光电集成收发模块的SOI波导耦合器设计

基于光纤陀螺的小型化和工程化设计要求,提出模块化设计概念。设计了一种Y型SOI波导耦合器,用于光纤陀螺光收发模块。此结构具有形式简单、谱宽、加工工艺成熟和易于实现光电集成等技术优势。理论上分析了波导结构参数对其特征参数(分光比、损耗)的影响,优化参数设计,通过模场匹配理论减小器件损耗。最后,对波导耦合器加工工艺进行了讨论,采用电子束光刻技术加工出波导掩膜版,并对加工工艺参数进行了优化。实验结果表明:所设计的分光比50%:50%波导耦合器,当波导长为25mm时,输入输出波导的间距可以达到300μm,且理论弯曲损耗可忽略不计,可以有效的抑制光源与耦合器的串音干扰。通过优化工艺参数,设计的SOI波导耦合器可以满足设计要求。

应用于塑料光纤通信接收芯片的集成光电探测器(英文)

基于0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺设计了两种不同结构不同尺寸的光电探测器,包括传统的P+/N-EPI/BN+结构光电探测器和多叉指P+/N-EPI/BN+结构的光电探测器.通过仿真优化设计了光电探测器的结构参量和性能,测试结果表明:多叉指状P+/NEPI/BN+光电探测器能够改善650nm的响应度以及降低结电容.选择该结构大面积P+/N-EPI/BN+光电探测器用于和跨阻放大器以及后端放大器的单片集成,采用0.5μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺实现了一个用于650nm塑料光纤通信的单片集成光接收芯片.该光接收芯片的测试结果表明:对650nm的入射光,在160 Mb/s速率的伪随机二进制序列以及小于10-9的误码率条件下,光接收芯片的灵敏度为-15dBm,并能得到清晰的眼图.因此,本文设计的光电探测器可以很好地应用于宽带接入网中的高速塑料光纤通信系统的光接收芯片中.

一种硅光电接收处理集成电路的技术研究

介绍了一种在硅衬底上集成光电二极管探测器和双极接收放大处理电路的单芯片光电集成电路OEIC。从理论上阐述了光电器件实现的原理;为实现光电探测二极管与单片双极集成电路的兼容,设计了光电探测器的专用结构,并研制了光电探测器的专用模型。对接收处理电路进行了模拟仿真和优化设计。建立了与双极工艺兼容的制作光电二极管探测器的专用工艺;采用该工艺,对光电器件进行了版图设计、工艺制作和测试研究,给出了初步试验的方法和结果。

一种与标准CMOS工艺兼容的光电集成接收机设计与实现(英文)

设计了一种与标准CMOS工艺完全兼容的高速光电探测器和宽带光电集成接收机,并采用0.6μm标准CMOS工艺流片.测试结果表明,该光电集成接收机的性能已接近实用要求.探测器的频率响应带宽为1.11GHz ,光电集成接收机的3dB带宽为733MHz ;在误码率为10-12条件下,对波长为850nm的输入光信号,灵敏度达到-9dBm.