飞秒贝塞尔光束直写铌酸锂高深径比光子晶体结构

具有深微孔结构的铌酸锂晶体可以成为具有优良光波选择性调制功能的光子晶体器件。然而,目前使用的聚焦离子束刻蚀、化学刻蚀或常规激光制孔等方法很难获得光子晶体所需的高深径比微孔。本文基于飞秒脉冲高峰值功率、超短脉宽的基本特点,通过对光束进行贝塞尔整形以及对光束与铌酸锂晶体的相互作用进行调控和研究,用飞秒单脉冲在铌酸锂晶体内部一步制备出深径比约为700∶1的大面积均匀微孔阵列。测试结果表明,设计并制备的高深径比微孔阵列光子晶体结构对450～510 nm波长范围内的光束具有明显的选择透过性。     

硅基微波光子波束形成器研究进展

微波波束形成器是相控阵雷达、5G通信基站等射频发射系统中的核心器件。近年来硅基微波光子波束形成器以其带宽大、尺寸紧凑、重量轻、损耗低、抗电磁干扰等优势成为微波光子学中的研究热点之一。文章从微波光子波束形成的基本原理和性能指标出发,总结了近年来应用于微波光子波束形成器的多种集成可调光学真延迟线结构和波束形成网络架构,并介绍了微波光子波束形成系统集成芯片和自动化控制的最新进展,最后对硅基微波光子波束形成器的未来发展进行了展望。     

低损耗氮化硅延迟线芯片及组件验证

光控相控阵技术有望解决传统相控阵雷达中电相移器带来的波束倾斜和波形展宽问题,基于光子集成技术的延迟线芯片与波束形成技术受到了广泛研究。本文研制了低损耗MZI步进型延迟线芯片,其延时步进6.4 ps,位数5 bit,最大延时量198.4 ps,波导损耗＜0.1 dB/cm。实现了芯片的模块化封装,延时状态切换速度优于100 μs,1~20 GHz工作频率范围,其电幅度一致性±4.5 dB,相位一致性±23°,光功率一致性±1.5 dB,延时量误差为-0.6 ~+2.0 ps。本文研制了八阵元光控波束形成网络样机,实现了从-35°到+35°的波束扫描,验证了基于低损耗氮化硅延迟线芯片的波束形成技术。     

硅基片上集成二维光控多波束形成的研究

传统雷达系统在当今日益复杂的电磁环境中面临严重挑战,而集成微波光子学技术可突破传统雷达的技术瓶颈,具有大带宽、高分辨率、高复用度、高集成化等技术优势。本文基于集成微波光子技术,研制了一款硅基集成二维光控多波束形成系统样机,提出了一种基于二氧化硅平面光波导的片上集成二维光控多波束形成系统架构,结合流片加工平台完成了关键光芯片的设计流片和封装测试,最终完成系统样机整机联调测试,并对实验结果进行理论计算处理,验证了硅基集成波束形成系统的关键性能指标。系统具有大瞬时带宽、二维同时多波束、各波束多波位独立扫描的能力,与此同时兼具硅基光子集成技术的小型化、轻量化、低成本等优势,试验结果验证了集成微波光子技术应用于雷达系统的先进性和应用潜力。     

光子晶体双波长电光调制和模分复用集成器件

为了实现光电子器件小型化和多功能化,进一步提高信息传输容量和速度,提出了一种基于光子晶体双波长电光调制和模分复用的片上集成器件。该集成器件的电光调制模块由硅基光子晶体波导和两个L3型复合腔组成,模分复用模块由硅基非对称平行纳米线波导组成,两个模块的连接处采用硅基光子晶体波导。采用L3型复合腔和PN掺杂结构实现两个波长TE₀模的调制,采用非对称定向耦合结构将两个波长的TE₀模转换为TE₁模。应用基于三维时域有限差分法（3D-Finite Difference Time Domain,3D-FDTD）的Lumerical软件进行仿真分析,结果表明,在调制电压为1.05 V时,该集成器件可以实现中心波长为1 552.1 nm和1 556.1 nm的 TE₀模、TE₁模通断调制及两模式模分复用功能。该器件的消光比高达24.67 dB,调制深度均为0.99,插入损耗小于0.57 dB,信道串扰小于?34.68 dB,调制速率最低为17.54 GHz。该集成器件结构紧凑,可望应用于高速大容量光通信系统。     

中红外片上集成光电子综述（特邀）

信息技术的发展使得通讯波段集成光子技术在过去的几十年中被广泛重视并取得了突出进展,目前已走向商业化,这一技术的发展也激发了人们对于中红外波段（2~20 μm）片上光子集成的兴趣。中红外波段在空间光通信、热成像、物质探测分析等关乎国家发展、国防安全、民生改善等技术领域具有重要的应用前景。利用半导体工艺实现中红外光电子系统芯片小型化在尺寸、功耗以及大规模量产部署具有重大优势。因此,发展中红外片上集成光电子技术具有重大意义。文中主要针对于中红外波段片上集成的一些关键基础器件（如:调制器、探测器）的突破性进展及代表性工作进行了回顾;对各器件的种类、性能、参数及加工手段分别进行了较为全面的调研与比较;同时,也对器件的发展进程、亟待解决的问题以及对未来的展望进行了总结。     

含铅聚合物微凝胶与硫化氢反应前后在良溶剂中的分子扩散行为

用溶液聚合法制备出轻度交联的含铅微凝胶,用光子相关光谱技术测定其在良溶剂中与H2S反应前、后的扩散行为,由外推法得到在浓度无限稀时的分子扩散系数,给出微凝胶的流体力学半径。结果表明:相同量的含铅微凝胶在不同的初始浓度下与H2S反应,生成含PbS纳米微粒的凝胶；但其体积增大不同,这说明H2S与含铅微凝胶的反应既可以在分子内也可以在分子间进行,分子间的反应使含硫化铅微凝胶扩散系数随浓度的变化曲线的线性范围变小。     

聚苯乙烯乳胶球三维有序体的制备及其显微形貌表征

A three-dimensional (3D) ordered structure was achieved by self-organization of monodisperse polystyrene latex about 250nm in diameter after being ambient dried. The stacked morphology was investigated by scanning electron microscopy(SEM) observation. It is shown that the face-centered cubic(FCC) phase dominantly exists. This finding presents a potential template for preparing an inverse FCC structure as a photonic crystal of full band gap if the index contrast is higher than 2.8.     

Synthesis, Characterization and Two-Photon Absorption Properties of a Novel Pyridinium Salt

A novel pyridinium salt, 2,4-bis[p-(N,N-dimethylamino)styryll-N-metlayl pyridinium iodide (BMSPI) was synthesized and characterized by TG, ^1H NMR spectroscopy and elemental analysis, and the reaction process was studied by using ES-MS. When BMSPI was pumped by a pulsed 1064 nm, 50 ps laser beam, it manifests highly efficient TPA (Two-Photon Absorption) and up-conversion superradiance. The up-conversion efficiency was 6.0% at the pump energy of 4-6 mJ and the lifetime of two-photon fluorescence was measured as 59 ps.     

多光子技术及其应用研究进展

本文综述了多光子技术的基本原理及其在生命科学、化学、物理和材料科学领域的应用研究进展。