摘要：光学神经网络是区别于冯·诺依曼计算架构的一种高性能新型计算范式,具有低延时、低功耗、大带宽以及并行信号处理等优势。片上集成是光学神经网络微型化发展的一种典型方式,近年来片上集成光学神经网络获得了学术界及工业界的广泛关注。对基于不同计算单元结构的片上集成光学神经网络的相关研究工作进行了梳理,并分析了其设计原理、实现方法及系统架构特征。同时结合国内外最新研究进展,进一步分析了片上集成光学神经网络在计算单元大规模拓展、可重构、非线性运算和实用化等方面面临的挑战及其未来发展趋势。

摘要：微波光子射频前端具有频率覆盖范围大、工作波段和瞬时带宽可灵活重构、抗电磁干扰等优势,在泛在无线通信、软件无线电、雷达和电子战系统中有着广阔的应用前景。为进一步减小系统的尺寸和功耗以满足实际应用的需求,构建基于光子集成芯片技术的微波光子射频前端微系统势在必行。文章分析了集成微波光子射频前端微系统目前在器件层面和系统集成层面面临的挑战,并从高精细、可重构的光滤波器设计、混合集成系统架构设计和系统频率漂移抑制方案三个方面重点介绍了作者所在课题组开展的关于混合集成可重构微波光子射频前端的研究现状。

摘要：设计了一种基于聚合物微结构光纤(PMOF)及液晶选择注入技术的温控可调衰减器。拉制了高质量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)PMOF,并在光纤微孔中实现了选择性注入液晶5CB,制作了温控可调衰减器,器件消光比超过60 dB。实验结果与理论设计基本吻合。

摘要：采用基于单轴各向异性完美匹配层吸收边界的频域有限差分方法研究一种椭圆芯高双折射微结构光纤的特性.通过计算,分析了空气孔尺寸和孔距对模式双折射、泄漏损耗以及模式截止波长的影响;综合研究了双折射微结构光纤的几种特性及其相互之间的影响和制约关系;并首次采用有效面积的方法研究高双折射微结构光纤的模式截止特性,分析单模传输条件;从而为高双折射微结构光纤的设计提供了一定的理论依据.

摘要：空间叠层衍射成像是一种基于相干光的无透镜成像方式,因此可以避免透镜系统孔径有限带来的衍射极限问题。目前,空间叠层衍射成像方案多采用机械结构对光探针进行平移,这种方式会使光探针的位置产生偏移误差,导致成像质量的下降。为解决这一问题,利用硅基光子集成技术设计并制作了基于滤波器件的光束空间分配芯片,该芯片上共有16个发射天线,相当于16个光探针,光探针阵列以一定的交叠率照射物体,其衍射图样强度被红外相机的不同感光区域记录。该芯片可以替代传统的机械式光探针来实现空间叠层衍射成像。百纳米级的加工工艺降低了光探针位置的偏移误差,提高了成像的质量和系统的稳定性。同时,由于集成芯片的尺寸仅有毫米级别,故成像系统的尺寸也可相应地减小。

摘要：介绍了一个基于时域有限差分法(FDTD)的二维光子晶体器件设计软件PCCAD,所用的核心算法是时域有限差分法。与同类FDTD商业软件相比,特点在于其具有多种光子晶体结构编辑模板,多种点源、线源,先进的边界吸收技术及多种参数优化扫描等功能。快速傅里叶变换及Pade算法在软件设计中的应用使模拟更加精确、快速。软件适用于各种平面光子晶体的仿真设计,探索新的器件结构。最后,利用此软件设计了直波导、T型波导等二维平面光子晶体器件。

摘要：该研究形成了具有自主知识产权的微结构光纤制备的工艺技术体系,并构建了微结构光纤的科学制备流程,可实现基于定制型的微结构光纤的结构功能优化和精确制备,并完成了可用于精细化控制微结构光纤拉制的窄温场拉丝塔建设,可用于实现微结构光纤的初步规模化生产;基于微结构光纤的超强抗弯的技术研究,提出了超强抗弯光纤的企业标准,将抗弯光纤的弯曲半径提升到2 mm,超过当前国际ITU-T最高水平的一倍以上的水平,在微结构光纤的功能的标准化方面做出了初步的探索;自主设计了零色散波长在1060 nm的光子晶体光纤,在武汉邮电科学研究院进行了实际制作。实验研究证明,制作出的光子晶体光纤在1060 nm波段泵浦时可以提供显著的参量增益。利用制作的光子晶体光纤,成功实现了输出波长在1.0μm波段连续可调的光纤参量振荡器,波长调谐范围从890~1270 nm;基于双零色散微结构光纤,同时产生了可见色散波和中红外色散波,利用可见波段的色散波和800 nm泵浦波之间的交叉相位调制作用,产生了200~400 nm的紫外光;因此实现了在近红外和可见光、紫外光的大跨度波长变换;在先期工作基础上提出并论证了发展光纤基实用化偏振纠缠双光子源的全保偏方案,以此为基础发展出光纤基偏振纠缠双光子源实验样机,并提供中科大量子物理与量子信息相关研究组试用。进一步的,提出并论证了在同一保偏光纤中实现两可预报单光子源,并实验实现了输出光子间的HOM干涉。这一工作论证了光纤基量子光源输出量子态的量子相干特性,对于后续开展光纤基量子光源的实际应用研究具有重要意义;在先期工作以完成布拉格光纤气体传感应用的基础上,创新地将聚合物光纤拉丝工艺与反谐振太赫兹波导的制备工作相结合,制备出光滑薄壁聚合物太赫兹波导管,实验论证了该波导在太赫兹波段具有优良的多模导波性能。进一步提出了一种新型自支撑反谐振太赫兹波导结构,理论和实验表明该结构在大带宽范围内低损耗导波,并具有单模太赫兹导波特性。这是首个报道的支持单模传输的大孔径反谐振太赫兹波导设计,具有重要的学术和应用价值。