1 大连理工大学光电工程与仪器科学学院，辽宁 大连 116024
2 中国科学院理化技术研究所，北京 100190
3 中国科学院微电子研究所，北京 100029
对基于行波电极的硅-有机复合集成电光调制器进行研究，构建调制器的波导电极结构模型，分析特征阻抗和微波有效折射率对调制器频率响应的影响。通过对电极结构的仿真优化，完成调制器芯片的设计与制备，研究电光聚合物材料的片上极化工艺，得到高性能硅-有机复合集成电光调制器。对研制调制器电极的电学S（Scatter）参数进行测试，分析得到的电极特征阻抗和有效折射率与仿真设计结果基本相符。测试得到电光调制器的3 dB带宽大于50 GHz。
集成光学 电光调制器 硅-有机复合集成 行波电极 3 dB带宽 光学学报
2023, 43(23): 2313002
1 南京邮电大学 通信与信息工程学院， 江苏 南京 210003
2 东南大学 生物电子学国家重点实验室， 江苏 南京 210096
减少器件的界面损耗从而提升其发光性能一直是发光二极管领域一个重要的研究热点。本文采用标准半导体工艺在硅衬底上制备了GaN基车轮形发光器件。采用各向同性湿法蚀刻工艺将器件悬空，比较并研究了悬空对器件的性能，包括光强、半高宽、波长漂移、3 dB带宽等的影响。由于减小了光损耗，在悬空结构中腔效应更加明显，器件的电致发光和通信性能得到了提升。本研究对电驱动光源的制备和可见光通信具有重要意义。
发光二极管 氮化镓 车轮形微腔 3 dB 带宽 light emitting diodes GaN micro wheel structures 3 dB bandwidth
重庆邮电大学 光电工程学院/国际半导体学院, 重庆 400065
基于标准0.35 μm CMOS工艺设计了一种单光子雪崩二极管器件.采用p+n阱型二极管结构, 同时引进保护环与深n阱结构以提高单光子雪崩二极管性能；研究了扩散n阱保护环宽度对雪崩击穿特性的影响；对器件的电场分布、击穿特性、光子探测效率、频率响应等特性进行了分析.仿真结果表明：所设计的单光子雪崩二极管器件结构直径为10 μm, 扩散n阱保护环宽度为1 μm时, 雪崩击穿电压为13.2 V, 3 dB带宽可达1.6 GHz；过偏压为1 V、2 V时最大探测效率分别高达52%和55%；在波长500～800 nm之间器件响应度较好, 波长为680 nm时单位响应度峰值高达0.45 A/W.
单光子雪崩二极管 标准0.35 μm CMOS工艺 保护环 深n阱 响应度 3 dB带宽 光子探测效率 Single photon avalanche diode Standard 0.35 μm CMOS process Guard ring Deep n-well structure Responsivity 3 dB bandwidth Photon detection efficiency
1 中国工程物理研究院电子工程研究所
2 微系统与太赫兹研究中心，四川 绵阳 621999
3 中国工程物理研究院电子工程研究所，四川 绵阳 621999
行波管具有高增益、宽带宽、高输出功率等优点，但频率提升到THz 后，输出功率急剧降低，为此采用多注与功率合成的方式提高输出功率。对D 波段折叠波导行波管进行的理论与数值分析表明： 单束的3 dB 带宽为13 GHz(0.134 THz~0.147 THz)， 0.14 THz 处最大增益为20.88 dB；多束合成增益为20.6 dB，3 dB 带宽内合成效率不低于92%。通过微铣削的办法加工完成了2 路折叠波导，并对其传输特性进行测量，对比分析了测试与设计结果。并行多注行波管能够以单束小电流、低聚焦磁场方式工作，可有效提高THz 行波管的输出功率。
两注 折叠波导行波管 太赫兹 3 dB 带宽 合成效率 two-beam Folded Waveguide-Traveling Wave Tube Terahertz 3 dB band combining efficiency 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(1): 13
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
2 中北大学 电子测试技术国防科技重点实验室, 太原 030051
在片上光互连系统中, 电光调制器起到将电信号调制为光信号的作用, 是光互联系统中的核心部件之一。调制器的3 dB带宽决定着载波所能携带的最大信息量,是衡量调制器性能的核心参数。利用石墨烯和高Q环形谐振腔设计成具有CMOS结构的新型调制器, 其集成了石墨烯的宽带吸收、载流子迁移率高等材料优势和高Q值环形光学谐振腔的光程放大的结构优势, 通过理论计算, 其3 dB调制带宽可以达到100 GHz。同时, 基于微环谐振腔的石墨烯电光调制器结构可以方便的与光互联系统中的波分复用器相集成, 从而提升片上光互联系统的集成度和降低技术复杂性。
电光调制器 微环谐振腔 石墨烯 3 dB带宽 electro-optic modulator micro-ring waveguide resonator graphene 3 dB bandwidth 强激光与粒子束
2015, 27(2): 024109
中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
为了提高THz行波管的输出功率, 通过并行多注和功率合成的方法, 完成了并行多注D波段折叠波导行波管的理论分析与数值模拟。计算结果表明: 单束行波管在0.135~0.157 THz频率区间具有很好的色散平坦度, 3 dB带宽为13 GHz, 0.14 THz处获得了20.88 dB的最大增益; 多束合成行波管在0.14 THz处获得了20.8 dB的合成增益, 3 dB带宽区间合成效率不低于92%。数值模拟表明该方法很好地实现了多路放大信号的合成输出。并行多注行波管具有输出功率大、单束电流小、聚焦磁场低等优点, 能够在低发射电流密度条件下实现大功率THz辐射。
THz行波管 折叠波导 并行多注 合成效率 3 dB带宽 THz travelling-wave tube folded waveguide parallel multi-beam combining efficiency 3 dB band 强激光与粒子束
2014, 26(8): 083105
电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
分析了崖层在单行载流子光电探测器（UTC-PD）中的作用，以及其对UTC-PD的3 dB带宽的影响。研究结果表明，崖层使得异质结处电场强度增加，且电场向吸收区延伸，使电子在吸收区的渡越时间和积累程度降低，从而导致3 dB带宽和饱和电流增加；崖层的掺杂浓度和厚度都会对3 dB带宽产生显著的影响；当崖层厚度与掺杂浓度的乘积一定，且收集区保持耗尽时，随着崖层厚度的增加（掺杂浓度减小），3 dB带宽下降，但是，只要崖层的厚度不是太厚(通常为十几纳米到几十纳米)，则无论是改变崖层厚度，还是改变掺杂浓度，3 dB带宽的下降都可以忽略不计，即3 dB带宽基本相等。
探测器 崖层 单行载流子 3 dB带宽
西安电子科技大学 微电子学院, 宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室, 西安 710071
设计了一种基于InP 衬底的1.55μm 短腔垂直腔面发射激光器(VCSEL),先从结构上对上下反射镜进行了优化设计,然后重点对谐振腔的腔长进行了优化,采用1λ短腔结构,用Matlab软件进行了仿真,结果表明:优化后的VCSEL器件的输出功率为2.22mW, 饱和松弛响应频率fR,sat为34.5GHz, 最大-3dB带宽为30.5GHz, 与目前此波段的最大带宽(19GHz)相比, 提高了约60%。
垂直腔面发射激光器 分布布拉格反射镜 谐振腔 -3dB带宽 VCSEL DBR resonant -3dB bandwidth
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点联合实验室, 北京 100083
2 河南仕佳光子科技有限公司, 河南 鹤壁 458030
阵列波导光栅的平坦化在实际应用中有很重要的意义.本文系统地研究了阵列波导光栅的平坦化.在输入波导、输出波导、阵列波导输入端与输出端上分别引入了指数型锥形波导.通过改变锥形波导的形状和尺寸来实现平坦化的优化.本文首先从理论上论述了引入指数型锥形波导的输出光谱特性, 给出了结构参量的关系表达式, 阐明了输入波导处的锥形波导是影响输出光谱平坦化的主要因素, 阵列波导和输出波导处的锥形波导对输出光谱的平坦化有一定的影响.其次采用数值模拟的方法模拟了输出光谱, 优化了结构参量, 总结出了指数型锥形波导对平坦化影响的趋势和规律.模拟结果显示, 输出光谱1 dB带宽大于通道间隔的50%, 插入损耗从5.2 dB减小到了4.0 dB, 串扰小于-30 dB.最后, 本文给出了实验结果, 插入损耗减小了0.87 dB, 串扰减小了3.67 dB, 1 dB带宽增加0.1 nm, 增加了54.7%.实验结果表明引入指数型锥形波导提高了阵列波导光栅器件的光谱性能.
阵列波导光栅 平坦化 锥形波导 有限差分光束传播法 1 dB带宽 Arrayed waveguide grating Flat spectral response Taper waveguides Finite difference beam propagation method 1 dB passband width
