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項目名稱:超高速低功耗光子信息處理集成芯片與技術基礎研究首席(參考版)

2024-11-11 13:06本頁面
  

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研究降低半導體光放大器中交叉增益調制 ( XGM) 效應、實現(xiàn)選擇性相位增強調制的途徑, 改善多信 道高速 碼型轉換 輸出性能 。 全光碼型轉換 :研究有源波導中載流子與光子相互作用、載流子與聲子相互作用過程與半導體能帶形狀的關系,探索 研究 量子阱 /量子點材料、器件結構以及工作條件 對有源波導中帶間過程和帶內過程引起非線性效應的影響,尋求加快載流子恢復和增強超快非線性效應的途徑 ; 研究器件中光致非線性效應實現(xiàn)信號光譜精確變換的機理、物理模型和理論表征 。在單片集成方面,研究靈活使用 量子阱 混雜、 選擇區(qū)域外延 生長以及對接生長等技術, 解決器件的工藝設計和制 作 問題, 并研究不同集成技術對時鐘恢復性能的影響, 提出 實用化器件 生產制作的 優(yōu)化方 案 。 研究通過材料和結構參數(shù)的優(yōu)化,增強超快非線性效應; 研究采用瞬態(tài)啁啾躍 變機理實現(xiàn)超高速波長轉換的 新方案及方案的優(yōu)化 ; 并研究優(yōu)化后的方案在集成環(huán)境下的實現(xiàn)途徑; 研究采用注入載流子實現(xiàn)高速 、低功耗 調諧 的 新結構,研究實現(xiàn)大調諧范圍和波長穩(wěn)定的新方法;研究采 用 InP 基和 Si 基混 合集成方式實現(xiàn)可調諧波長變換集成 芯片 的實現(xiàn)方法和 制作工藝,研究混合集成中有源和無源功能器件的集成、材料兼容問題、模式調諧與穩(wěn)定、波長精確控制、熱擴散和能耗控制等問題,實現(xiàn)可調諧波長變換集成 芯片 。 ns 量級連續(xù)可調 硅 基光緩存 : 研究光波在 SOI 微納波導結構中的傳播 和耦合 特征;研究 基于光子能帶理論的光 延遲新機理; 研究具有超大 延時帶寬積 、延遲量大范圍( ns 量級)連續(xù)可調的多級復合微環(huán)陣列超諧振腔結構;研究多級復合微環(huán)陣列中的超諧振模式特征以及通過 注入載流子 等方式對 超諧振模進行重組的方法 ,實現(xiàn) 延遲量大范圍連續(xù)調節(jié) ;研究利用該可調光緩存芯片與高密度集成的 SOI 光延遲線級聯(lián),實現(xiàn)大容量緩存的 方法 ; 研究 電子束光刻以及深紫外光刻、等離子體干法刻蝕等 CMOS 工藝制備 硅 基低損耗 微納 光波導和微環(huán)諧振器的工藝技術, 設計和實現(xiàn) 具有超大延遲量的連續(xù)可調 硅 基微環(huán)諧振腔光緩存芯片。 本項目將 結合下一代網(wǎng)絡發(fā)展的重大需求和國內外發(fā)展趨勢,借鑒相關研究經驗積累,充分發(fā)揮參與單位的優(yōu)勢和工作基礎,在突破關鍵科學問題的基礎上,圍繞交換和再生兩大應用目標,實現(xiàn)超高速、低功耗、集成化的光子信息處理器件 。再生和交換之后的光信號再轉換成適合傳輸?shù)拇a型,在光纖線路中繼續(xù)傳輸。在碼型轉換和時鐘恢復的基礎上,實現(xiàn)光信號的 2R/3R 再生,以便于進一步交換和傳輸。 圖中,經過長距離傳輸?shù)?DWDM 光信號進入光 網(wǎng)絡節(jié)點進行信號的再生和交換。 1) 發(fā)表學術論文 6080 篇,申請發(fā)明專利 35 項;部分骨干教師申請杰青、長江等人才計劃; 2) 全面完成 項目 各項研究工作,指標達到本任務書要求; 3) 完成 項目 總結和結題驗收工作 ;對下階段發(fā)展提出建設性意見 。 1) 完成項目主要器件的制備; 2) 完成器件的性能測試,主要指標到達或接近本任務書要求:速度 100Gb/s,功耗 ≤ 1pJ/b; 3) 發(fā)表學術論文 6080 篇,申請發(fā)明專利 46 項;部分骨干教師申請杰青、長江等人才計劃 。 1) 完成項目的主要理論工作,在國際高水平刊物上發(fā)表論文 4060 篇,在本領域重要學術會議上發(fā)表論文,包括邀請報告;
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