中国电子科技集团公司第四十三研究所微系统安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230088
半导体单光子雪崩二极管可实现微弱信号的探测, 在量子通讯、激光雷达和大气探测等领域具有重要应用。虽然半导体单光子雪崩二极管的性能主要取决于探测芯片设计、流片工艺和外围匹配电路的设计, 但后续的封装技术对其探测性能也有重要的影响。聚焦多年来半导体单光子雪崩二极管的封装发展, 简要介绍了相应封装形式和技术, 以及封装对于雪崩二极管性能的影响, 最后对半导体单光子雪崩二极管的封装发展前景做出了展望。
半导体单光子雪崩光电二极管 封装技术 暗计数 探测效率 热管理技术 光路耦合技术 semiconductor single-photon avalanche photodiodes packaging technology dark countings detection efficiency thermal management technology optical coupling technology
红外与激光工程
2021, 50(1): 20211009
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
We report a low-fabrication-complexity and wideband fiber lens, which is formed by fiber facet etching and filling high refractive index UV adhesive. The optical field can be significantly shrunk by the facet lens so as to obtain improved optical coupling. Numerical simulations were carried out for different coupling conditions, on both fundamental mode and high-order mode, for a nine-mode fiber. The fundamental mode area can be reduced from 152.17 to , and the coupling loss between the fiber lens and a photonic waveguide can be reduced to with over 1000 nm 3 dB bandwidth.
fiber lens optical coupling Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 050602
1 中北大学 电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
2 北京振兴计量测试研究所, 北京 100074
在液漏检测领域, 许多应用场合对成本敏感, 而且又对空间分辨率有相对高的要求。但目前市场上很难选配到具备厘米级空间定位能力, 而且价格低廉的液漏传感器, 造成在这一特定需求空间内的应用真空。与当前流行的单一光源定位思路不同, 文章介绍了一种多源定位的方法, 可以实现低成本, 短距离(10m)内较高的空间分辨率(5cm)。详细介绍了传感器检测与定位原理、加工方法, 以及相关工艺参数的影响。
分布式光纤传感 布里渊散射 光耦合 柔性LED灯带 液漏传感 distributed optical fiber sensing brillouin scattering OFDR OFDR optical coupling flexible LED lamp belt fluid leakage sensing
1 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
利用LD直接端面泵浦技术实现的固体激光器，能很好地适用于复杂的机载环境，在工程应用上具有重要的研究价值，研究高效率LD直接端面泵浦技术的设计方法，能获得高光光转化效率的静态激光输出，对后续实现高能量的LD端泵激光光源具有重要的指导意义。针对一种纵向均匀排布的20 Bar LD阵列，利用ZEMAX软件仿真并设计了两种四棱柱光学耦合系统，将端泵阵列的泵浦光通过耦合系统聚焦至工作物质内，两种耦合系统的光束焦点位置各不相同，通过改变聚焦焦点的位置，研究了不同状态下激光能量输出情况。经实验结果可知，针对此平-平腔构型，工作物质（1at%）4 mm×4 mm×10 mm的结构尺寸下，设计泵浦光均匀照射工作物质前端面，焦点距离工作物质前端面为5.5 mm，此时，泵浦光与振荡光的模式匹配程度最高，在此状态下LD直接端面泵浦固体激光器的最大光光转化效率能高达40%。
光学耦合系统 光光转化效率 端面泵浦 optical coupling system ZAMAX ZEMAX light conversion efficiency end-surfance pump
西安理工大学 自动化与信息工程学院, 陕西 西安 710048
空间光-单模光纤耦合的关键技术是精确定位耦合光斑在光纤端面上的位置。基于光纤偏移与空间光-单模光纤耦合效率之间的关系, 研制了由二维压电陶瓷、驱动器、控制器、光电探测器及耦合透镜组成闭环控制系统, 结合模拟退火算法实现空间光-光纤的自动对准耦合。理论分析了空间激光与光纤的耦合效率并阐述了模拟退火算法原理。实验结果表明: 通过模拟退火算法可以在较短时间内实现耦合到最佳位置的自动对准定位, 耦合效率达到了51.4％, 相对于没有自动对准之前提高了6.5%。该方案切实可行, 对空间光-单模光纤的自动耦合方案的研究具有重要的意义。
光纤耦合 空间光 模拟退火算法 耦合效率 optical coupling spatial light simulated annealing algorithm coupling efficiency 红外与激光工程
2018, 47(1): 0103009
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 复旦大学 材料科学系, 上海 200433
基于传统的光刻和化学湿法腐蚀工艺, 通过卷曲技术, 提出一种三维管状量子阱红外探测器.该管状器件相比于未卷曲的平面器件, 在垂直入射光照下, 展现了优良的暗电流、黑体响应和光电流响应率特性曲线.当工作温度60 K、偏置电压0.45 V时, 管状器件峰值响应率为20.6 mA/W, 峰值波长3.62 μm, 最大量子效率2.3%.从几何光学的角度分析了管状器件的垂直光吸收原理, 进而揭示了一种特殊的光耦合方式.测试了不同角度入射光照射下的光电流响应率谱.由于微管的近似圆形对称性, 器件具有很宽的视角, 有助于红外探测系统的设计.
卷曲微管 红外探测器 量子阱 光耦合 rolled-up microtube infrared photodetector quantum well optical coupling
1 暨南大学光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室， 广东 广州 510632
2 暨南大学光电工程系， 广东 广州 510632
提出并成功演示了一种微纳光纤环与侧边抛磨光纤直接耦合的上下载滤波器。实验结果表明这种滤波器件不仅能实现两种光纤系统的互连耦合，并且能实现两系统间的上下载滤波功能。下载输出端消光比最大可达7.5 dB，上载输出端消光比最大可达4.8 dB。此外，通过进一步实验及数值仿真研究了不同环直径对两种光纤系统耦合的影响。实验和数值模拟研究结果都表明在微纳光纤直径为6 μm的情况下，当微纳光纤环直径为580 μm时，微纳光纤环与侧边抛磨光纤的耦合达到最大，同时此耦合对环Q值与精细度的影响也达到最小。这种上下载滤波器不需额外设计微纳光纤与标准光纤耦合的光学器件，为微纳光纤系统与现有的光纤系统的互连提供了一种更简洁有效的解决方案。
光纤光学 微纳光纤 微纳光纤环 侧边抛磨光纤 光学上下载滤波器 光学耦合
