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公开(公告)号：CN112329209B
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202011109468.6
申请日：2020-10-16
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
Abstract: 本发明提供了一种基于外观轮廓调控的片上光子器件的设计方法，其包括：确定器件的功能，设计目标以及设计区域；将设计区域内器件的外观轮廓离散为若干个点；利用插值法在上一步离散点的基础上还原器件的外观轮廓曲线，并取代其原有的外观轮廓曲线；利用搜索算法对这些离散点进行迭代搜索，设计区域内的外观轮廓也随之改变，直至该器件满足设计目标。采用本发明的技术方案，拓展了片上光子器件的设计方法和设计维度，满足片上光子器件对于更宽带宽、更高误差容忍度以及更小尺寸的要求，实现了更多功能、更高标准、更小尺寸的设计目标，并且大大提升了收敛速度。
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公开(公告)号：CN117031625A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202310578362.8
申请日：2023-05-22
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
IPC: G02B6/124
Abstract: 本发明提供了一种片上宽视场光栅耦合器，其包括光栅耦合器模块和输出波导，所述光栅耦合器模块包括亚波长孔结构，所述亚波长孔结构包括若干亚波长孔，所述若干亚波长孔阵列设置，所述亚波长孔结构的周期和占空比满足如(1)所示的光栅衍射方程，所述输出波导位于所述光栅耦合器模块的输出端。采用本发明的技术方案的光栅耦合器，基于衍射方程及其解析形式的原理进行设计，通过优化亚波长阵列孔的周期以及占空比，提升耦合器的视场角；具有器件结构紧凑、视场角大，并且可大规模阵列集成等优点。
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公开(公告)号：CN114924408A
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202210385444.6
申请日：2022-04-13
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
IPC: G02B27/00
Abstract: 本发明提供了一种超宽带的光功率分束器的设计方法及设计系统，该设计方法包括如下步骤：确定待设计片上光子器件的功能、设计目标以及外观轮廓的待设计区域；将待设计区域分为波导区域与浅刻蚀区域，将两个区域的轮廓离散成若干个点坐标，其中，所述浅刻蚀区域的刻蚀深度比波导区域的刻蚀深度浅；使用优化搜索算法对波导区域与浅刻蚀区域的轮廓点坐标进行优化搜索；对粒子适应度进行迭代搜索，实时记录最优的粒子适应度的值在每一次迭代过程中的变化；满足收敛条件后，迭代停止。采用本发明的技术方案，通过引入浅刻蚀区域，同时优化波导轮廓和浅刻蚀轮廓，可以有效提高器件带宽；而且得到的器件具有小尺寸的特点，并可保证器件的可制备性。
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公开(公告)号：CN114924350A
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202210385434.2
申请日：2022-04-13
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
Abstract: 本发明提供了一种基于折叠超透镜组合的片上波长分束器，其包括位于波导层上的输入波导、折叠的超透镜组合和输出波导阵列，所述折叠的超透镜组合由N个单一超透镜以夹角θ依次旋转设置组合而成，N为不小于2的正整数。采用本发明的技术方案，利用折叠超透镜实现光束的连续转弯，放大透镜的色差效果；利用N级透镜的色差累积，在紧凑的片上尺寸内实现高分辨率的波长分束。该设计方案简单，器件尺寸小，波长分辨率高，有望用于成像、光学计算、片上光谱仪和其他应用中。
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公开(公告)号：CN114864731A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210339448.0
申请日：2022-04-01
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
IPC: H01L31/105 , H01L31/0216 , H01L31/024
Abstract: 本发明提供了一种用于2微米波段的片上加热式锗光电探测器，其包括两个电极、两个TiN加热电极、TiN加热层、N重掺杂硅层、P重掺杂硅层、锗吸收层、硅本征层、硅倍增层、P轻掺杂硅电荷层；所述N重掺杂硅层、P重掺杂硅层位于两侧且分别与两个电极连接，所述硅倍增层、P轻掺杂硅电荷层、硅本征层依次位于N重掺杂硅层、P重掺杂硅层之间，所述锗吸收层设于硅本征层的上方并相连，所述TiN加热层位于锗吸收层的上方，所述锗吸收层与TiN加热层、TiN加热电极之间通过填充物隔离。本发明的技术方案的器件，结构紧凑，响应度高，能与硅基CMOS工艺相兼容。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112230337B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202011174931.5
申请日：2020-10-28
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
Abstract: 本发明提供了一种基于反射效应的片上模分复用器件，其包括基底层、光波导层和包层，所述光波导层包括N个单模波导、一个锥形波导和一个宽多模波导；其中，所述N个单模波导的尾端与锥形波导的侧面连接，所述锥形波导的尾端和宽多模波导相连；其中N为正整数。采用本发明技术方案的模分复用器，对于单个的模式转换只需要通过优化单模波导与锥形波导的夹角和相对位置来实现，具有结构简单、尺寸紧凑、工作带宽较大、器件制备误差容忍度大等优点，且锥形波导和多模波导的尺寸没有严格的设计要求，设计方法简单。
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公开(公告)号：CN110212053A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910457128.3
申请日：2019-05-29
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
IPC: H01L31/101 , H01L31/0352 , H01L31/18
Abstract: 本发明提供了一种硅基叉指型光电探测器，其包括衬底、位于衬底上的叉指结构的硅波导和金属电极，所述硅波导包括n型掺杂区、n型掺杂的叉指、p型掺杂区、p型掺杂的叉指，所述n型掺杂的叉指、p型掺杂的叉指位于n型掺杂区和p型掺杂区之间，所述n型掺杂的叉指、p型掺杂的叉指交替排列；所述n型掺杂的叉指与同侧的n型掺杂区接触，与p型掺杂区之间留有间隙；所述p型掺杂的叉指与同侧的p型掺杂区接触，与n型掺杂区之间留有间隙；通过金属电极和处于波导两侧并与波导相接的n型掺杂区、p型掺杂区相连。本发明的技术方案，能够更高效地收集由于缺陷态吸收效应从缺陷态能级跃迁到导带的电子，形成更大的光电流，提高光电探测器的性能。
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公开(公告)号：CN107632339A
公开(公告)日：2018-01-26
申请号：CN201610452134.6
申请日：2016-06-21
Applicant: 哈尔滨工业大学深圳研究生院
IPC: G02B6/124
Abstract: 本发明提供了一种波导光栅耦合器的设计方法，其包括以下步骤：确定器件的功能、输入要求、输出要求和器件的功能结构区域，然后对器件载体进行网格划分成若干像素条区域；对器件载体网格划分后的结构进行迭代前的初始化；确定迭代的优化条件；对器件载体上的各像素条的结构依次进行迭代，在每次迭代过程中首先对像素条的结构按网格划分进行查找，通过有限时域差分法计算每次的迭代结果，并利用迭代优化条件进行判断，若此次查找的结构使性能参数提高，那么结构在本次迭代中更新，否则，此次迭代期间结构不变。采用本发明的技术方案，采用自动化的反向设计方法，设计方法简单，降低了设计周期，减少设计的人力成本，可以增加设计的自由度。
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公开(公告)号：CN114936448B
公开(公告)日：2025-04-11
申请号：CN202210380349.7
申请日：2022-04-12
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
IPC: G06F30/20
Abstract: 本发明提供了一种基于算法融合的数字型波导器件的设计方法及设计系统，该设计方法包括如下步骤：根据设计需求，确定器件功能、优化目标和设定初始结构；将设计区域划分为离散的像素点，采用拓扑优化算法对像素点的介电常数进行优化，并对介电常数进行二值化或多值化处理获得拓扑结构；根据工艺最小特征尺寸，重新将设计区域划分为离散的符合制备要求的像素块；逐一对设计区域的像素块进行二值化或多值化替换，得到初始数字波导结构；根据器件功能，对初始数字波导结构进行优化，直至达到优化目标或终止条件。采用本发明的技术方案，拓展了片上光子器件的设计方法和设计维度，使设计更加高效。
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公开(公告)号：CN114858277A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210356136.0
申请日：2022-04-06
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)
Abstract: 本发明提供了一种基于皮亚诺曲线的片上光谱仪，其包括光波导，所述光波导包括依次相连的单模输入波导、多模波导和渐变输出波导，所述多模波导的线形为皮亚诺曲线。本发明的技术方案通过引入皮亚诺曲线波导作为多模波导的线形，利用分形几何能充满空间的特点，在不增加器件整体尺寸的情况下，提高倏逝耦合给散斑带来的波长特异性，从而提高光谱仪的分辨率，且损耗低；同时基于分形几何的特点，该器件具有器件结构紧凑、尺寸小、可大规模集成等优点。
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