广告

北大团队在光子集成芯片和微系统方面获重大突破

2022-05-20 14:12:12 北京大学 阅读:
近年来芯片级的微腔光梳由于紧凑的尺寸和低廉的成本极大拓展了其应用范围。然而,大部分基于微腔光梳的系统级应用中,仅有微腔本身为集成器件,其余的组成部分均未实现集成,在成本、尺寸和功耗上极大地削弱了微腔光梳芯片化带来的优势。日前,北京大学团队攻克了这一世界性难题。

光梳,又叫光学频率梳,因其用途广泛,一直以来都是国际光学界的重要研究热点。美国国家标准与技木研究院John Lewis Hall教授和德国马普量子光学所的Theodor Hänsch教授因在光梳方面的杰出贡献,获得了2005年诺贝尔物理学奖。P1Uednc

而近年来芯片级的光梳(微腔光梳)由于紧凑的尺寸和低廉的成本极大拓展了其应用范围。然而,大部分基于微腔光梳的系统级应用中,仅有微腔本身为集成器件,其余的组成部分(包括泵浦激光器、无源/有源处理器件、电路控制单元)均未实现集成,在成本、尺寸和功耗上极大地削弱了微腔光梳芯片化带来的优势。P1Uednc

据北京大学报道,北京大学王兴军教授课题组和加州大学圣芭芭拉分校John E. Bowers教授课题组在《自然》(Nature)杂志在线发表文章“Microcomb-driven silicon photonic systems”,在世界上首次报道了由集成微腔光梳驱动的新型硅基光电子片上集成系统,表明了研究团队历时3年协同攻关,终于攻克了这一世界性难题,集成光梳系统层面的集成对光频梳技术的实用化和普及化具有重大意义。P1Uednc

P1Uednc

近20年来,硅基光电子集成芯片技术(硅光)借助成熟的CMOS工艺,可大规模集成传统光学系统所需的功能器件,极大提升片上信息传输和处理的速度和容量,可为下一代数据中心、通信系统、高性能计算、自动驾驶等领域带来变革性突破,是公认的现代信息系统的功能升级和产业布局的核心技术,是世界光电子领域竞争的主阵地。P1Uednc

目前,随着应用市场的拓展和系统规模的大幅度提升,硅基光电子片上系统架构正向多通道和高并行的架构演进,随之而来的便是日趋增长的对低成本和高稳定性并行光源的需求。然而,由于硅材料本身不发光,硅基激光器的实现一直是世界性难题,在硅基光电子芯片上研发出多路并行的硅基光源更被公认为是该领域最大的瓶颈之一。P1Uednc

王兴军领导的研究团队通过直接由半导体激光器泵浦集成微腔光频梳,给硅基光电子集成芯片提供了所需的光源大脑,结合硅基光电子集成技术工业上成熟可靠的集成解决方案,完成大规模集成系统的高效并行化。P1Uednc

利用这种高集成度的系统,实现T比特速率微通信和亚GHz微波光子信号处理,提出高密度多维复用的微通信和微处理芯片级集成系统的全新架构,开创了下一代多维硅光集成微系统子学科的发展。相关研究成果有望直接应用于数据中心、5/6G通信、自动驾驶、光计算等领域,为下一代片上光电子信息系统提供了全新的研究范式和发展方向。P1Uednc

P1Uednc

集成微腔光梳驱动的硅基集成光电子片上系统图P1Uednc

该论文的共同第一作者为北京大学电子学院博新计划博士后舒浩文,加州大学圣塔巴巴拉分校常林博士(目前已任职于北京大学电子学院,任助理教授、研究员,独立PI并组建课题组),北京大学电子学院2017级博士研究生陶源盛、2019级博士研究生沈碧涛。王兴军和John E. Bowers为论文的共同通讯作者。鹏城实验室余少华院士参与本工作并给予了重要指导。主要合作者还包括加州大学圣塔巴巴拉分校谢卫强博士(现为上海交通大学副教授)、博士研究生Andrew Netherton,北京大学电子学院博士研究生金明、陶子涵、张绪光以及博士后陈睿轩、白博文、秦军(现为北京信息科技大学副教授)。该工作由北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室作为第一单位完成,也是和鹏城实验室合作的重要成果,是鹏城实验室电路与系统部重大攻关任务核心内容之一。P1Uednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 商务部暂停天然砂对台湾地区出口,对其半导体制造产业有 据EDN电子技术设计了解,商务部网站8月3日早晨8点发布最新消息,表示将从即日起暂停天然砂对台湾地区出口。不少网友认为暂停天然砂对台湾地区的出口,此举将严重影响台湾的建筑业,实则影响不仅仅如此。台湾地区天然砂进口量的90%以上来自大陆,而台湾芯片占台湾2021年出口额的34.8%。网友称商务部暂停天然砂对台湾地区出口是捏到了台湾半导体制造业的七寸。
  • 华盛顿大学首创用人体热能为可穿戴电子设备供电 从健康和健身追踪器到虚拟现实设备,可穿戴电子产品已成为我们日常生活的一部分,但找到持续为这些设备供电的方法是一项挑战。华盛顿大学的研究人员开发了一种创新的解决方案:首创的柔性、可穿戴热电设备,可将体热转化为电能。
  • 深圳允许完全自动驾驶车辆上路,主驾无需坐人 据EDN电子技术设计引援央视财经报道,从8月1日开始,《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》正式实施,智能网联汽车列入国家汽车产品目录或者深圳市智能网联汽车产品目录,这也让深圳成为了国内首个允许L3级别自动驾驶车辆合法上路的城市。
  • 理想ONE高速起火烧成光架,其1.2T三缸增程器曾被指隐藏 近期,网络平台上发布了一段理想ONE在行驶过程中,车辆出现起火的视频内容。现场拍摄的灭火后图片显示,该轿车过火后仅剩骨架,车辆前部增程器位置受损严重,车辆尾门已经在过火后从车身主体脱落。此前,曾有国内汽车媒体对一台行驶了10万公里的理想ONE的东安1.2T三缸增程发动机进行拆解,被指隐藏暗病。
  • 上海微系统所使用石墨烯纳米带研制出世界上最小尺寸的 非易失性相变随机存取存储器(PCRAM)被认为是大数据时代新兴海量存储的有希望的候选者之一。然而,相对较高的编程能量阻碍了 PCRAM 中功耗的进一步降低。利用石墨烯的窄边接触可以有效降低每个电池中相变材料的活性体积,从而实现低功耗运行。
  • 可解决工业自动化和IIoT挑战的MCU 工业自动化和工业物联网(IIoT)设计人员的性能要求不断变化。就MCU而言,他们希望获得更快的处理速度、更多的内存、更好的连接性和更多的安全功能。
  • 我国建成开通5G基站数达185.4万个 工信部近日透露,截至2022年6月底,中国5G基站数达到185.4万个,其中二季度新增基站近30万个,已建成全球规模最大、技术领先的网络基础设施,实现“县县通5G、村村通宽带”。。
  • 苹果发布2022财年第三财季业绩,营收829.59亿美元 Apple 今日公布了 2022 年第三财季的财务业绩。报告显示,苹果公司第三财季公布收入为 829.59亿美元,去年同期为 814 亿美元,同比增长2%;季度净利润为 194 .4亿美元,去年同期为217 亿美元,同比下降10.6%;其中,iPhone带来的营收406.7亿美元,同比增长3%。
  • 工程师开发出可以看到身体内部的贴纸 麻省理工学院的工程师设计了一种贴片,可以产生身体的超声图像。这种邮票大小的设备贴在皮肤上,可以提供 48 小时内脏器官的连续超声成像。
  • 美国参议院批准价值2460亿美元的芯片法案 美国参议院周三通过立法,以超过 750 亿美元支持国内半导体产业。GlobalFoundries、英特尔、三星代工厂、德州仪器、台积电和其他在美国建立半导体制造设施的公司或将受益。
  • 第三代半导体——碳化硅材料之制程与分析 SiC功率电子是加速电动车时代到来的主要动能。以SiC MOSFET取代目前的Si IGBT,不仅能使电力移转时的能源损耗降低80%以上,同时也可让芯片模块尺寸微缩至原本的1/10,达到延长电动车续航里程及缩短充电时间的功效。
  • 开源软件真的可靠吗? 乍看之下,采用开源软件似乎是个不错的办法,但归根究底,开源软件有几个特性可能会使其变得“邪恶”...
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了