面向中红外应用的硅基光电子学最近研究进展-信息通信学术期刊网.PDF

电信 科 学 2015 年第 10 期 专题 ：光通信 与光 电子 面 向中红外应用的硅基光 电子学最近研究进展 舒 浩 文 ，苏 昭棠 ，王兴 军 ，周 治 平 （北京 大 学 区域 光 纤通信 网与新 型光通信 系统 国家实验 室 北京 100871） 摘 要 ：随着 信 息 传 递 、处 理 以及 存 储 能 力 要 求 的不 断 提 升 ，传 统 的近 红 外 通 信 波 段 已呈 “容 量 紧缩 ”之 势 。 而 工 艺 与 CMOS 兼 容 、结 构 简 单 、成 本 低 廉 的硅 基 光 电子 技 术 在 中红 外 信 号 传 输 和 处 理 方 面 已经 显 示 出独 特 优 势 ，有 望 在 中红 外 波 段 实 现 大 规 模 集 成 ，在 非 线 性 光 学 等 领 域 实 现 新 的飞跃 。 首 先 介 绍 了硅 基 光 电子 技 术 在 中 红 外 应 用 中 的优 势 以及 目前 研 究 过 程 中所 遇 到 的 困难 和挑 战 ；其 次 结 合 材 料 属 性 和 结 构 特 性 对 一 些 基 本 元 件 （如 波 导 、分 束 合 束 器 、二 极 管 ）等 在 中红 外 领 域 的最 新 研 究 成 果 进 行 了介 绍 ；最 后 对 近 年 来 在 中红 外 波 段 ／ 5 所 实 现 传 感 应 用 的非 线 性 光 学 硅 基 器 件 （基 于 FWM 的非 线 性 光 学 器 件 、频 率 梳 ）和 面 向 中红 外 通 信 应 用 的激 光 器 、调 制 器 、光 电探 测 器 进 行 了成 果 介 绍 ，并 对 研 究 进 展 进 行 了总结 。 关 键 词 ：硅 基 光 电子 学 ；中红 外 光 谱 ；非 线 性 光 学 ；传 感 ；光 通 信 doi： 10.11959／j .issn.1000-080 1.20 15274 Recent Progress of Silicon Photonics for Middle-Infrared Application Shu Haowen， Su Zhaotang， Wang Xingjun， Zhou Zhiping （State Key Laboratory of Advanced Optical Communications System and Networks， Peking University， Beijing 10087 1， China） Abstract： “Capacity Crunch ” in NIR field needs to be forestalled since the pressure of information transmission， processing and storage is continually growing. Silicon photonics， with compatibility of CMOS， compact structure and lo