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面向5G前传的高速半导体激光器
5G新基建是国家的重要发展战略，宽温高可靠的25Gb/s DFB(分布反馈)激光器芯片是5G光传输核心光芯片，也是当前5G建设的卡脖子问题之一。自主可控的5G光模块DFB激光器芯片对解决光通信“空芯化”问题，推进“中国芯”国家重大战略实施，保障我国通信基础设施安全具有重要的经济和社会效益。因DFB激光器的微分增益随温度上升迅速下降，常规的DFB激光器面临严重的高温高带宽瓶颈。面对5G应用要求的-40~85℃的宽温应用场景，常规DFB激光器芯片往往是超频运行，严重影响可靠性。因此，研制全国产宽温25Gb/s DFB激光器芯片，同时兼顾低成本高可靠需求对推进“中国芯”国家重大战略实施具有重要意义。
本成果创新性地提出一种沟中沟脊波导DFB激光器结构，相比较常规DFB激光器，在脊两侧对称的刻蚀两个沟槽。此结构可抑制注入载流子的横向扩散，提高对光场的束缚，提高芯片带宽，满足芯片高速工作需要。芯片的高温输出光功率大于10mW，单模抑制比大于40dB，实测宽温25Gb/s眼图及误码率均达到商用需求。同时，相比较常规芯片，其制作过程只需多加一步简单的刻蚀，无需二次外延，成本低，做了2000小时的老化试验，其功率变化小于0.5%，具有高可靠性。
图1（a）常规DFB激光器芯片截面图（b）新型沟中沟脊波导DFB激光器芯片截面图（c）新型沟中沟脊波导DFB激光器芯片概图（d）（e）（f）分别为常规芯片、沟脊距为2μm、沟脊距为6μm SEM图
图2（a）（b）（c）25℃、55℃和85℃下不同沟脊距与常规芯片响应曲线对比（d）25℃、55℃和85℃下不同沟脊距与常规芯片响应带宽对比，带宽可提高3GHz 25℃和3.7GHz 85℃下芯片25Gb/s眼图（g）25℃、55℃和85℃下芯片背靠背传输及10km传输误码率曲线
图3（a）（b）25℃和85℃下常规芯片与沟中沟脊芯片2000小时老化实验结果，功率变化小于0.5%
华中科技大学
2022-10-11
疾病标志物检测用半导体光电生化智能传感技术
疾病标志物的发现与鉴定对于疾病早期诊断、预防、治疗与预后具有重要意义，其状态的改变与疾病的发生与发展情况密切相关。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
疾病标志物的发现与鉴定对于疾病早期诊断、预防、治疗与预后具有重要意义，其状态的改变与疾病的发生与发展情况密切相关。基于化学修饰电极的生物传感器可将电极表面生物分子反应产生的信息直接转换为电信号加以输出，有望为癌症、传染性疾病、炎症等重大疾病的标志物检测提供快速、便捷的自动化方法。然而，抗原及抗体蛋白质等生物分子与电极界面的电荷传输机制尚不明晰，制约了这一传感技术在疾病标志物检测中的发展与应用。
华中科技大学
2022-07-27
50G 波特率 DFB 半导体激光器
项目背景：DFB 半导体激光器是光通信领域中最为重要 的器件之一，目前已经有工业级温度（-40°C-85°C）25G 波特率 DFB 大规模量产。但是，从 2000 年至今，DFB 激光器 的 3dB 带宽在全世界范围内几乎没有明显提高，传统的基于 载流子和光子响应的 DFB 激光器在传统的制造工艺下已经趋 近其速率的物理极限，需要用新的物理本质来实现更高速率 的器件，从而进一步提升 DFB 芯片的调制速率和整个光通信 应用的传输速率。本项目研发的 50G 波特率 DFB 半导体激光 器将达到国际领先水平，填补国内空白，打破国外垄断本项 目的实施，应对美国对中国高端材料和芯片的禁售风险。该 产品可在光通信系统中应用广泛，可以承担接入网、数据中 心网络、无线网络、传输网络等多个方面的主力传输工作。
所需技术需求简要描述：本项目期望突破当前 DFB 调制 速率的瓶颈，在目前大规模量产的 25G 波特率 DFB 的基础上， 将速度翻一番，到达 50G 波特率。（1） 两个背靠背 DFB 激 光器产生的光子-光子谐振效应（PPR）研究。（2） 背靠背 DFB 激光器的高速陶瓷载体设计。（3） 50G 波特率 DFB 芯片 和高速陶瓷载体的测试
对技术提供方的要求:1．光电子器件设计领域国际知名 专家，熟悉 50G 波特率 DFB 激光器基本设计。2．完善的 DFB 器件基础知识和模拟能力。3．国内 985 高校教授，技术方案成熟可靠稳定有创新思维，不涉及知识产权侵犯。
青岛海信宽带多媒体技术有限公司
2021-09-13
一种宽光束、可调送粉角的高效半导体装置
本发明属于激光表面改性技术领域，公开了一种宽光束、可调送粉角的快速高效半导体激光熔覆装置，包括半导体激光器(1)、光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)、可调宽光带送粉头(3)、送粉器(6)、高速机床(5)、六轴联动机器人(4)及中央控制系统(9)，光束整形与菲涅尔聚焦系统(2)用于将激光整形并聚焦成宽光带激光；可调宽光带送粉头(3)用于向待处理的大型轴型工件表面输送粉末及宽光带激光；工件直径大于1000mm，长度不低于10m。
华中科技大学
2021-04-10
多元化合物半导体单晶的制备方法与生长装置
一种多元化合物半导体单晶的制备方法,工艺步骤为:①清洁坩埚,②装料并除气封结,③晶体生长,④退火与冷却。与该方法配套的单晶生长装置含有可移动下炉加热器及含有中部辅助加热器的单晶生长炉,它可以灵活根据多元化合物的结晶习性,实现对结晶温度梯度区的温场调节,获得化合物单晶生长所需的窄温区、大温梯的结晶温场分布,维持固-液界面的稳定,实现单晶体的平界面生长。使用该生长装置,采用坩埚下降法可成功生长出外观完整、结晶性能好的多种多元化合物半导体单晶体。
四川大学
2021-04-11
基于金属氧化物的复合半导体光催化剂
将纳米级尺寸石墨烯量子点修饰到超薄ZnO纳米片表面，同样可大提高ZnO纳米片的光催化性能。
上海理工大学
2021-04-10
一种半导体脉冲激光器热电阶梯冷却方法
本发明公开了一种半导体脉冲激光器热电阶梯冷却方法，包括以下步骤：1)根据半导体脉冲激光器的额定工作温度 Ts 选择热电模块，将热电模块安装在半导体脉冲激光器内并使用可编程直流电源控制其电压；2)半导体脉冲激光器在 jt0 时刻释放热量 Qc 使半导体脉冲激光器内的温度上升，可编程直流电源在 jt0 时刻相应地由恒定电压 Us 调整为阶梯电压并施加在热电模块上，以使半导体脉冲激光器的实际工作温度降低到 Ts±2℃；其中，j 为大于零的正整数。本发明通过给热电模块施以合适的阶梯电压，使热电模块冷端温度呈现出衰减振荡过程，能减小过冷温度和增益温度，保证半导体脉冲激光器的温度要求。
华中科技大学
2021-04-13
一种半导体电阻式气体传感器及其制备方法
本发明公开了一种半导体电阻式气体传感器及其制备方法。气 体传感器包括绝缘衬底、信号电极和气敏层；气敏层由半导体纳米晶 复合材料和石墨烯构成。利用胶态法合成半导体纳米晶溶液，能在室 温下直接成膜，不需要经过高温处理，能耗小，且不会造成纳米颗粒 的团聚，能够最大限度地发挥纳米颗粒比表面积大的优势，有利于气 体吸附，提高传感器的灵敏度，使传感器能在较低的工作温度甚至常 温下检测低浓度目标气体。制备方法简单，易于实现大规模批
华中科技大学
2021-04-14
基于金属氧化物的复合半导体光催化剂
将纳米级尺寸石墨烯量子点修饰到超薄 ZnO 纳米片表面，同样可大大提高 ZnO 纳米片的光催化性能，结果如下图所示，这主要归因于石墨烯量子点与 ZnO 纳米片形成 p-n 结，促进光生载流子的分离效率。此外，将 N 掺杂石墨烯量子点与 TiO2 纳米片复合，构筑高效可见光催化剂，可
上海理工大学
2021-01-12
全国半导体行业产教融合共同体在青岛成立
10月12日，全国半导体行业产教融合共同体成立仪式在山东青岛顺利举行。
中国高等教育学会
2023-10-25