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硅的限制與突破性的光子芯片、光子芯片清洗介紹

發(fā)布日期:2023-07-07 發(fā)布者:合明科技 瀏覽次數(shù):4375

什么是光參量放大器?










通過改變傳輸系統(tǒng)中電容或光學材料的折射率特性,利用光纖和波導的三階非線性也可以實現(xiàn)光信號放大,即光參量放大器。

與傳統(tǒng)的光學躍遷放大器相比,其超寬的頻譜覆蓋范圍是無與倫比的優(yōu)勢特征——參量放大器幾乎可以在任何波長內(nèi)實現(xiàn)寬帶增益,并且這種增益完全取決于所用波導材料的色散特性,這使得參量放大器可以在傳統(tǒng)增益介質(zhì)無法覆蓋的波長范圍內(nèi)實現(xiàn)增益。

參量放大器的另一個優(yōu)勢是:不受小輸入信號的影響。這意味著它可以在同一光路中,既可以放大最微弱的信號,也可以放大最大的輸入功率。因此,其增益譜可以通過波導的幾何優(yōu)化和色散工程來定制,這大大擴寬了其應用場景與目標波長的選定范圍。
硅的限制與突破性的光子芯片
盡管基于光纖的光學參量放大器具有十分誘人的前景,但由于二氧化硅的弱克爾非線性導致其所需的泵浦功率非常高,使得放大器結(jié)構(gòu)變得異常復雜。
相比之下,在過去的二十年中,集成光子平臺如氮化硅(Si?N?)、AlGaAs、GaP、鉭和硫族化物,在克爾非線性增強方面已取得了顯著的成果。
然而,迄今為止,由于凈增益只能通過使用脈沖光泵克服波導材料損耗來實現(xiàn)。因此,基于三階非線性的連續(xù)行波光參量放大器,放大任意波長輸入信號的能力還沒有被證實。
研究團隊將長為2 m的低損氮化硅螺旋線集成在一片3×5 mm的晶圓上,以形成超低損耗高集成度氮化硅光參量放大器,實物圖如圖2 a)所示。圖2 b)與圖2 c)分別為輸入信號與放大后的輸出信號。

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圖2:光參量放大器

為驗證制作的光參量放大器的性能,研究人員在信號波長范圍為1260 nm~1630 nm內(nèi),測量光參量放大器波導材料的透射光譜、色散分布和損耗等參數(shù),實驗裝置圖如圖3所示。

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圖3:測試光路

實驗結(jié)果表明,在氮化硅波導螺旋中,整個測試芯片總損耗低至10 dB,并且,信號實現(xiàn)增益的全帶寬達到20 nm。數(shù)據(jù)顯示,即使在考慮芯片上光傳播損耗和光纖-芯片-光纖耦合損耗的情況下,整個系統(tǒng)也實現(xiàn)了高達2 dB的凈參數(shù)增益。

這種放大器的應用領域近乎是無限的??梢詫⒎糯笮盘枖U展到電信波段以外,中紅外或可見光;到激光雷達或其他用于探測、感知經(jīng)典或量子信號的應用?!?br/>

光子芯片封裝清洗:合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

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污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導,從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。

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