《面向高級調製格式的混合集成光子器件研究》是依託清華大學，由孫長征擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向高級調製格式的混合集成光子器件研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：孫長征
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
差分正交相移鍵控（DQPSK）等高級調製格式對於提高高速光纖通信系統的接收靈敏度、改善色散與非線性容差，以及提高頻譜效率有重要意義。本項目將研究利用半導體電吸收（EA）調製器與矽基平面光波迴路（PLC）混合集成光子器件實現DQPSK調製格式，以克服傳統LiNbO3調製器在器件尺寸和驅動電壓等方面的限制。將充分利用混合集成的優勢，提出基於EA調製器的低插入損耗DQPSK調製器結構，同時開展適用於混合集成工藝的EA調製器的結構設計與製作技術研究，重點解決具有大耦合容差的模斑轉換及模式轉換結構的設計與製作，並對包括直接鍵合技術在內的混合集成工藝進行摸索。本項目的研究對於探索實現小尺寸、低功耗的複雜結構光子集成器件的新途徑具有重要意義。
結題摘要
針對項目提出的支持高級調製格式光纖通信的新型光子集成器件，我們重點開展了面向新型光子集成的低溫鍵合技術、新型半導體光調製器結構設計與製作、高性能半導體光探測器、高速光子集成器件的封裝技術等方面的研究。同時，針對光子集成器件在光纖-無線接入網路中的套用這一全新領域，開展了一系列探索性研究。項目開發出基於晶片表面親水/疏水處理的表面活化技術，可以實現InP材料與SOI晶片的低溫鍵合，為混合光子集成提供了新方案。針對提高調製器飽和光功率並降低驅動電壓的目標，項目提出垂直波導耦合結構EA調製器、微環結構EA調製器，n-i-n型半導體電光調製器等新型半導體光調製器結構，並進行了原型器件的製作和測試，初步驗證了設計方案的可行性。項目提出並實現了背靠背疊層UTC-PD結構，可以同時實現高回響度、高飽和光功率、大頻寬的特性。項目針對高速光子集成器件的模組封裝，最佳化了集成光源結構，並設計出可有效實現高頻調製信號饋送的微波饋線，成功研製出套用於我國首個40 Gb/s光纖通信系統的集成光源發射模組。同時，項目將集成半導體雷射器套用於光纖-無線接入網路，提出了新型的基於半導體集成差頻光源的低相位噪聲毫米波產生技術，實驗驗證了光子集成器件有助於改善光生微波信號的相位噪聲特性，為光子集成技術在未來光纖-無線接入網路中的套用提供了新思路。
