摘要：基于无磁性二维光子晶体设计了一种由直线波导及矩形谐振腔构成的类T型非互易性双通道滤波器。矩形谐振腔具有局域多频率电磁波且电磁波传播方向可调的特性,直线波导的结构尺寸决定了其对不同对称性电磁波的承载能力。利用矩形谐振腔和直线波导的特性实现了非互易性双通道滤波功能。实验结果表明:正向传输情况下,滤波器实现了中心波长分别为1534 nm和1574 nm,带宽分别为16 nm和8 nm的滤波传输,对应的插入损耗分别为0.4 dB和0.36 dB,通道间隔离度为33 dB和22 dB;反向输入情况下,电磁波对称模式的不匹配导致无法传输。这表明设计的双通道非互易滤波器滤波效果良好,在未来全光通信集成领域具有潜在的应用价值。

摘要：晶体振荡器作为时钟电路的重要组成部分,是时钟电路中功耗最大的模块,针对传统晶体振荡器功耗过大的问题,根据晶体振荡器起振和停振情况下输出电压信号平均值的特性,提出了一种能够获得振荡器维持振荡状态所需的最小电流的方法,大大降低了晶体振荡器电路的功耗。基于28 nm CMOS工艺设计了一种皮尔斯振荡电路。仿真实验结果表明,在1.8 V电源电压下,电路能够在200 ms内快速起振,振荡频率为32.768 kHz,输出时钟信号稳定后振荡器的工作电流仅为270 nA。

摘要：为了改善压控振荡器相位噪声,基于40 nm CMOS工艺,设计一种低噪声C类LC压控振荡器。交叉耦合NMOS对管通过电流镜偏置作为电路的电流源,并采用共模反馈偏置电路使交叉耦合PMOS对管工作在饱和区,保证LC压控振荡器实现C类振荡。通过差分可变电容的设计,压控振荡器的增益减小,压控振荡器的相位噪声得到改善。设计了4组开关电容进行调节,增大压控振荡器的调谐范围。仿真结果表明,处于1.2 V的电压下,压控振荡器振荡频率范围在4.14~5.7 GHz,频率调谐范围变化率达到31.2%,相位噪声为-112.8 dBc/Hz。

摘要：采用二维光子晶体设计了一种可扩展的小型化准密集型八通道波分复用器结构。二维光子晶体是由硅介质柱在空气中按照三角格子周期性排列而成,通过设计直线主波导、下载腔和输出波导结构,利用腔和波导之间的耦合效应实现波长选择。所设计的腔由一个内柱和四个外柱构成,结构简洁,腔模式可通过内外柱的直径进行调控,实现多波长的选择,具有可扩展性。实现准密集型波分复用结构,八个波长分别为:1542.2,1544.2,1546,1548.2,1550,1552,1554.4,1557.6 nm,平均波长间隔为2.2 nm,插入损耗分别为-0.5,-0.25,-0.25,-0.7,-0.25,-0.5,-0.1,-0.1 dB,最大信道串扰为-12 dB。器件尺寸为19.8μm×11μm,面积为217.8μm^(2),实现了小型化、高透射和高隔离,为用于光集成奠定了基础。其中设计及分析通过COMSOL软件有限元方法完成。

摘要：在完整的二维三角晶格硅中引入线缺陷和点缺陷,利用波导耦合和线性干涉,提出了一种基于光子晶体的全光半加器结构。半加器由波导分束器、全光逻辑与门和全光逻辑异或门组成。利用Rsoft软件,结合平面波展开法和时域有限差分法对所提半加器进行仿真研究。结果表明,所提半加器在波长为1530 nm时"进位"和"和位"端口的对比度分别为4.67 dB和10.77 dB,响应时间约为2.67 ps。为了提高"进位"端口的对比度,文中对半加器的结构进行了优化。优化后的半加器"进位"和"和位"端口的对比度分别为8.26 dB和15.34 dB,响应时间为3.67 ps,理论上可以达到0.273 Tbps的数据传输速率。所提出优化后的半加器具有较高的对比度,在全光信号处理系统和集成光路中具有重要作用。

摘要：提出了一种由双通道滤波器构成的砷化镓光子晶体压力传感器,利用波导与腔耦合实现窄带滤波,双通道分别实现压力探测和温度探测的功能。以室温25℃、0压力的情况作为参考,在温度为-25~45℃、压力为0~2GPa的范围内,根据滤波器的滤波波长分别与温度和压力之间的线性变化关系,探测温度和压力。同时还分析并比较了极端温度情况下滤波波长的变化,确定温度变化对压力测量造成的影响,在较恶劣的情况下温度变化不可忽略。分析得出未考虑温度响应的压力灵敏度约为16.6nm/GPa,消除温度响应后压力灵敏度约为15.9nm/GPa,品质因子高达5696。

摘要：设计并优化了一种紧凑、简洁易实现的光单向传输结构,该结构基于硅柱型二维正方格子光子晶体,以空气为背景材料,在光子晶体中引入两个相互垂直的线缺陷形成波导W1和W2,同时引入点缺陷形成腔连接两个波导,利用腔和两个波导之间模式的匹配与否,实现单向传输。设计的单向传输中心波长为通信波长1.55μm。当偶模式的入射光在该结构的W1→腔→W2光路上传输时,由于腔模式和两侧的波导模式均匹配,光路导通,中心波长处透射率达到96.5%;而同样模式的光在逆向W2→腔→W1光路上,由于W2内传播的光模式和腔模式不匹配,无法耦合到腔中,透射效率几乎为0。本结构的仿真和光的传输特性分析是应用COMSOL和Rsoft软件实现的。该结构在未来的全光集成电路中有可能得到广泛应用。

摘要：设计了一种基于等离激元的具有对称双边耦合谐振腔的T形波分复用器,与单边耦合的结构相比,新结构由于对称谐振腔的相互耦合,透射波振幅得到了加强,因此系统的透射特性得到了一定的提升。对透射特性的分析采用模式耦合理论,并且用有限元法(FEM)进行数值仿真。仿真结果表明,此结构的各信道共振波长可通过改变结构的几何参数来调节,同时对填充在谐振腔中的介质折射率有着较强的响应。两个端口处的透射峰波长分别为1 310和1 550nm,透射率分别达到了67%和70%,对于未来光通信和光子集成光路具有重要的参考价值。

摘要：目前,我国微电子相关产业的人才缺口高达几十万。随着集成电路产业向纵深发展,对微电子相关的教育工作者提出了更多量、更高质的人才培养要求。在当前国内外形势下,培养贴合产业需要、支撑集成电路产业发展的大国工匠已成为高校微电子专业教育工作者迫在眉睫的任务。从精于工、匠于心、品于行三个方面阐述了大国工匠精神的内涵,介绍了在微电子器件设计课程教学过程中对学生进行大国工匠精神培养的措施,同时研究了学生的学习成绩与践行大国工匠精神之间参与度的关系,并对这种关系进行了剖析。

摘要：光吸收效率是提高薄膜太阳能电池的光电转换效率的关键,通过增加入射光在太阳能电池中的光程的方法提升电池的吸收效率。采用有限元法对薄膜太阳能电池进行参数和结构优化。首先设计了一维具有分布式布拉格反射器性能,波长范围在400~800nm的的光子晶体DBR结构作为电池的背反射,与单纯的PIN结构的太阳能电池相比,使光吸收效率和光谱响应分别提升了38%和45%,并在此基础上,在DBR表面刻蚀光栅作为薄膜硅太阳能电池的背底反射器。仿真结果表明:通过利用DBR的高反射性和光栅的衍射作用,在400~1 000nm光谱范围内,进一步提高了太阳能电池的光吸收效率和光谱响应,通过与单纯PIN太阳能电池相比较,光吸收率和光谱响应分别提升了61.6%,和85.4%。