超大帶寬的集成全光微分器新進展
時間:2017-05-26 09:49:40 來源：
根據這一理論模型，董建績教授團隊通過與丹麥技術大學丁運鴻博士團隊合作，制作出了相關芯片，并對芯片性能進行了測試，結果顯示，該芯片能夠同時處理脈沖寬度范圍為2.7 ps至81.4 ps的信號，處理精度高達85%，如圖3所示；該器件可處理的信號帶寬范圍遠大于已知的所有微分器，能夠有效地打破微分器的內在帶寬限制，有望在未來的大規模光子集成回路中得到廣泛的應用。ADSS光纜
作為全光信號處理和運算系統中的重要基礎單元，集成的全光微分器因其在光計算中獨特而廣泛的作用，長期以來都是研究的焦點，各類高速的集成微分器方案例如利用硅基微環、馬赫曾德爾干涉儀、定向耦合器等，已經被提出并實驗驗證。為了適應日益增長的對數據處理速度的要求，研究者往往只注重追求微分器帶寬上限的提升，而忽略的帶寬下限的存在。在董建績教授的帶領下，其團隊針對這一問題提出了新穎的理論模型和完備的實驗驗證，結果顯示，即便是現存的具有THz帶寬的全光微分器在應用中的本質仍然是一個窄帶器件，這一微分器的內在缺陷將會嚴重地限制微分器在未來的應用地位，相關成果已經于2015年發表在Optics Express雜志上（Opt. Express, 23, 18925-18936, 2015）。ADSS光纜
為了解決這一問題，經過近一年的探索和實踐，董建績教授提出了一種全新的解決方案：通過對光子晶體波導的結構進行特殊設計，構造出具有慢光效應的光子晶體波導，然后再將不同長度的光子晶體波導放置于馬赫增德爾干涉儀結構的兩臂，可能是針對微分器帶寬問題的解決方案，如圖1所示。由于光子晶體波導的慢光效應存在與波長的相關性，該光子晶體MZI結構的傳輸譜會顯示出與波長相關的FSR（Free Spectral Range）,如圖2所示，這就意味著該器件能同時完成寬帶微分器與窄帶微分器的功能，從而打破微分器的內在帶寬限制，實現真正意義上的超大帶寬的集成全光微分器。ADSS光纜
2017年4月11日，該研究成果“Bandwidth-adaptable silicon photonic differentiator employing a slow light effect”發表在發表在美國光學學會（OSA）旗下雜志Optics Letters上(Optics Letters 42, 1596-1599, 2017), 該項研究由武漢光電國家實驗室光電子器件與集成功能實驗室博士生嚴思琦在董建績教授（通訊作者）的指導下完成，并得到了國家自然科學基金、教育部新世紀人才計劃、國家重點基礎研究發展計劃等項目的支持。ADSS光纜
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