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期刊信息/Journal information
光学学报
光学学报

曹健林

月刊

0253-2239

aos@siom.ac.cn

021-69918427

201800

上海市嘉定区清河路390号（上海800-211信箱）

光学学报/Journal Acta Optica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本学报是国内外公开发行的光学学术刊物，反映中国光学科技的新概念、新成果、新进展。内容主要包括量子光学、非线性光学、适应光学、纤维光学、激光与物质相互作用、激光器件、全息和信息处理、光学元件和材料等。为我国光学科技人员与国内外同行进行学术交流、开展学术讨论以跟踪学科前沿和发展我国光学事业服务。
正式出版
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    高性能薄膜铌酸锂电光调制器(特邀)

    陈耿鑫刘柳
    1-21页
    查看更多>>摘要：薄膜铌酸锂凭借着集成度高、透明波段宽、物理化学性质稳定的优势在近年来受到了广泛的关注和研究。相比于传统体材料铌酸锂调制器，薄膜铌酸锂调制器具有小尺寸、宽带宽、低功耗等优势，调制性能远远优于传统体材料铌酸锂调制器，是光通信领域中极具竞争力的光调制器件形式。薄膜铌酸锂的进一步发展将对信号处理、生物传感和量子信息等领域的广泛应用产生深刻影响。本文简要地概括了铌酸锂晶体材料的发展历史以及薄膜铌酸锂材料的制备方法，重点介绍并总结了不同结构形式、不同工艺平台以及不同工作波长的薄膜铌酸锂调制器，并对调制性能进行对比和综合评估，最后简要概括了薄膜铌酸锂调制器的相关应用。

    集成光学薄膜铌酸锂微纳光子学光波导电光调制器

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    多材料体系三维集成光波导器件(特邀)

    王健张宇王康睿赵世傲...
    22-46页
    查看更多>>摘要：随着高速光通信、智能光计算和灵敏光探测等领域的快速发展，光子集成系统正成为重要发展趋势，其对于单元器件性能、系统集成度和可拓展性提出了更高的要求。多材料体系三维集成技术突破了传统单一材料体系的器件性能限制以及二维加工与集成技术的面积与集成度限制，有望实现高速率、高效率、高密度以及低功耗的新型光电集成系统。本文围绕三维堆叠技术和飞秒激光加工技术这两类主要的多材料体系三维集成光波导技术，首先介绍了基于层间耦合器的三维光学耦合技术与三维集成光波导器件，然后介绍了基于三维堆叠技术的光电融合集成器件(光发射机/接收机、波分复用收发器、光互连模块)，进一步介绍了基于飞秒激光直写技术的三维集成光波导器件(偏振复用器、模式复用器、扇入/扇出器件、拓扑量子器件)。这些三维集成技术为提升系统性能、提高系统集成度以及降低系统功耗提供了有效的解决方案，从而在先进光通信和光信号处理等领域具有广泛的应用前景。

    集成光子学三维堆叠飞秒激光直写多材料体系光电融合三维集成光波导器件

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    电光聚合物调制器的发展(特邀)

    邱枫
    47-62页
    查看更多>>摘要：作为电信号到光信号的转换枢纽，高性能电光调制器在高速光互连系统的升级换代以及促进集成光子学发展等方面具有重要的科学意义与广袤的实用前景。电光聚合物调制器在近年来获得了高度关注，其具有调制电压＜0。1 V(器件长度为1cm)、调制带宽＞150 GHz、易与硅、SiN、金属等衬底异质集成等优点。本文深入剖析了电光聚合物材料及其调制器的发展历程。首先，综述了电光高分子材料的研究进展，重点介绍了几种代表性的电光聚合物，并探讨了材料结构与性能之间的关系;其次，着重介绍了基于电光聚合物的马赫曾德尔干涉(MZI)型电光调制器和微环调制器，详细分析了其在国内外的研究现状，并对这两类调制器的研究现状进行了总结;最后对材料与器件的商用化进行了展望。

    电光聚合物调制器光波导光互连光电集成

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    聚合物三维光子集成芯片的进展与挑战(特邀)

    尹悦鑫张大明
    63-76页
    查看更多>>摘要：光子集成芯片在光交叉、光通信、激光雷达领域中得到广泛的研究和应用，为进一步拓展光子芯片的规模和性能，三维光子集成芯片成为研究热点。三维光子集成芯片是指光在波导中传输时，不再限制在二维平面，通过层间耦合或者三维波导的方式实现空间上拓展的一种光子集成芯片。在众多光子平台中，聚合物光子平台是一种灵活、功耗低且性能高的材料平台。由于加工工艺简单、加工成本低，非常适合用于三维光子芯片的加工。着重介绍聚合物三维光子芯片，分别从超快激光加工和多层堆叠两个方面讨论当前的研究进展，最终对存在的问题和可能遇到的挑战进行讨论，并给出可能的解决方案。

    光子集成回路三维集成光通信光交叉激光雷达

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    硫系异质集成光子器件(特邀)

    宋景翠杨志强尚海燕万磊...
    77-91页
    查看更多>>摘要：光子集成电路以光子作为信息载体，成为解决现代信息社会通信容量瓶颈问题的关键技术，而高品质光学材料以及先进集成方式是该技术发展的重要基石。近年来，基于一种衬底实现多功能光子集成器件成为人们的研究热点，异质集成技术被认为是未来集成光子技术发展的必经之路。硫系玻璃材料具有光弹系数较大、传输损耗较低、透明波段宽等特点的同时可与多种材料实现集成，在光电集成信息处理领域展现出了巨大的优势。本文围绕硫系异质集成光子学在高效声光调制、片上非线性参量频率转换，以及稀土离子掺杂光放大三个领域中的应用进行了综述，最后阐述了硫系器件异质集成面临的挑战，并对未来的研究方向进行了展望。

    集成光子学硫系玻璃异质集成声光调制器参量频率转换波导放大器

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    微米量级薄膜铌酸锂脊型波导中高效非线性频率转换(特邀)

    丁文君张玉婷仇晶唐永志...
    92-100页
    查看更多>>摘要：铌酸锂基集成光子学在过去几十年里一直备受关注，近年来薄膜铌酸锂的出现更是极大地推动了该领域的发展。本文利用紫外光刻和干法刻蚀技术在3μm厚的薄膜铌酸锂上制备了微米波导(横截面为2。6 μm×3µm)，光纤波导耦合损耗仅1。2dB/facet。周期极化薄膜铌酸锂微米波导在通信波段下实现了高效的二次谐波(倍频)产生，归一化转换效率达到164％W-1·cm-2，并在1W基频光输入条件下展现出57％的高效的绝对频率转换。同时，该微米波导还可实现高效的和频转换，在300 mW泵浦光下的小信号和频上转换效率为139％。优秀的频率转换性能、可规模化制备以及良好的光纤兼容性使微米量级薄膜铌酸锂展现出巨大的吸引力，未来有望发展更多的多功能器件并推动集成光子学的基础研究和光量子信息的应用发展。

    非线性光学薄膜铌酸锂周期极化铌酸锂准相位匹配高效频率转换

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    基于薄膜铌酸锂的双偏振光学模式复用器(特邀)

    蒋永恒李星峰沈健肖恢芙...
    101-110页
    查看更多>>摘要：双偏振模式复用器由于只需要单个波长的激光源即可实现多信道复用，从而降低光链路的成本和功耗，目前已经受到研究人员的广泛关注。然而，由于绝缘体上铌酸锂(LNOI)平台中存在模式杂化现象，在该平台上制备双偏振模式复用器仍然具有一定的挑战。本文在SiN-LNOI平台上提出并实验验证了具有6个数据通道的双偏振光学模式复用器，使用亚波长光栅调控不同模式的色散，以抑制模式杂化引入的串扰。所测得的器件插入损耗和模间串扰分别为3。1 dB和-10。1dB。此外，成功演示了总净数据容量为1。52 Tbit/s的动态数据传输实验，这表明所提器件在未来高速大容量光通信中具有较大的应用潜力。

    集成光学薄膜铌酸锂氮化硅偏振复用模式复用亚波长光栅

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    高速光电探测器的研究进展(特邀)

    刘志鹏刘智成步文
    111-122页
    查看更多>>摘要：随着通信数据传输量呈指数级增长，光互连技术取代传统的电互连技术，已成为中长距离低损耗高速传输的主流技术。光电探测器作为光接收端的核心器件，实际应用对其高速性能的要求越来越高。其中，波导耦合的光电探测器尺寸小、带宽大，且易与其他光电子器件进行片上集成，是高速光电探测的研究重点。传统高性能的InGaAs光电探测器和发展迅速的Ge/Si光电探测器各具特色，是最具代表性的近红外光通信波段光电探测器。主要介绍了这两类波导耦合光电探测器的研究进展，包括典型的器件结构和性能，以及优化带宽等性能的主要途径。

    光电探测器波导耦合铟镓砷硅基锗

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    太赫兹光电探测器及其异质集成(特邀)

    谢小军魏超叶佳邹喜华...
    123-145页
    查看更多>>摘要：梳理并总结了近年来高功率三五族太赫兹光电探测器、锗硅太赫兹光电探测器以及异质集成光电探测器的研究进展，详细介绍了三类光电探测器的结构优化、制备技术改进以及在带宽和输出功率方面取得的突破，并分析了其面临的问题与挑战。通过对这些器件发展的综述，为未来太赫兹光电探测器的发展方向提供了参考。

    太赫兹光电探测器光电子学异质集成微波光子光通信

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    面向硅基光子集成的片上半导体激光器(特邀)

    王瑞军韩羽余思远
    146-157页
    查看更多>>摘要：硅基集成Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体激光器是硅光技术发展的关键，多年来研究人员发展了三大类集成方案。本文对这三类技术进行概括性综述:基于倒装焊等工艺的混合集成方案将预先制备的激光器芯粒通过压焊等手段精确安装至硅光芯片，已实现小批量生产，但在生产效率、良率、成本等方面具有一定的局限性;基于材料转移或键合的异质集成方案通过将晶格匹配衬底上预先外延制备的高质量有源层薄膜贴合至硅光衬底晶圆上，实现了大尺寸硅衬底上的全晶圆级激光器加工，可大幅度提高生产效率，该方案正进一步提高良率;硅基直接外延化合物半导体激光器的异质集成方案作为真正的晶圆级加工技术路线具有极大的吸引力，通过缓冲层、垂直或侧向选区外延等方式，克服材料间的理化性质失配、反相畴以及激光器与硅波导之间的光耦合效率低等技术难题，取得了多项突破，展现了良好的发展前景。

    集成光学硅基光子学硅基半导体激光器异质集成

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