光電子學(xué)與集成光學(xué)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2025-11-14
光電子學(xué)與集成光學(xué)的實例教程
熱成像相機可以讓他們研究工藝過程中監(jiān)控溫度的變化，而可見光相機可以讓他們研究零件表面結(jié)構(gòu)的變化。
“這項技術(shù)非常令人著迷，”該小組的機械工程研究生Luis Izet Escano說。“只需在我們的機器上運行一次，我們就能同時看到打印過程的多個關(guān)鍵點。”
△2019年，他們的Al-10Si-Mg激光粉末床熔合過程的高x射線圖像。激光功率設(shè)定為520 W，掃描速度為0.6 m/s。在30,173 Hz下記錄x射線圖像，有效曝光時間為100 ps。在圖像中，定量測量了熔體池和汽壓形態(tài)、凝固速率、熔體流動速度和粒子濺射速度。還揭示了不同缺陷的產(chǎn)生機制。圖片來IZET ESCANO
該團(tuán)隊克服了在研究電子束粉末床融合過程遇到的幾個關(guān)鍵技術(shù)難題。例如，保持了過程所需的高真空，減輕了測量中真空泵的振動，制造特殊的觀察口，使同步加速器的x射線能夠有效地穿透。
他們宣稱，該技術(shù)不僅是世界上第一個可以多方面觀察電子束粉末床熔融打印過程的“窗口”，而且未來具有更為廣闊的用途。
“系統(tǒng)的開發(fā)和集成一直是一個巨大的挑戰(zhàn)，因為它需要多個工程領(lǐng)域的專業(yè)知識，”Escano說。“現(xiàn)在，我們機器的靈活性使我們能夠非常快速地進(jìn)行實驗和收集數(shù)據(jù)——這將加速我們對這種3D打印技術(shù)的基本理解和研究。”
展開 【引言】
以氮化鎵，碳化硅和氧化鋅等為代表的第三代半導(dǎo)體材料已經(jīng)在消費電子，5G通訊，電動汽車，光電通信等諸多新興領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這些寬禁帶材料同時也具有非中心對稱的晶體結(jié)構(gòu)，因而表現(xiàn)出顯著的壓電特性。然而這些材料中壓電極化電荷和半導(dǎo)體特性的耦合過程長期以來被忽略。
針對壓電半導(dǎo)體中極化電荷和半導(dǎo)體特性耦合過程的研究和應(yīng)用，佐治亞理工學(xué)院及中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所的王中林院士分別于2007年和2010年首次提出壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)的基本概念和原理，并建立了壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)這兩大新興學(xué)科。在壓電電子學(xué)效應(yīng)中，壓電半導(dǎo)體材料受機械作用產(chǎn)生的極化電荷對金屬-半導(dǎo)體肖特基結(jié)或p-n結(jié)界面處的載流子傳輸過程進(jìn)行有效調(diào)制，實現(xiàn)了將外部機械信號轉(zhuǎn)變?yōu)閴弘?em>電子學(xué)器件（例如晶體管，邏輯電路等）中的門控信號。在壓電光電子電子學(xué)效應(yīng)中，壓電半導(dǎo)體材料受機械作用產(chǎn)生的極化電荷對光生載流子的產(chǎn)生，復(fù)合，分離以及輸運的過程進(jìn)行有效調(diào)制，實現(xiàn)了將外部機械信號轉(zhuǎn)變?yōu)閴弘?em>光電子學(xué)器件（例如光電探測器，發(fā)光二極管等）中的門控信號。
壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)不僅提供了豐富的基礎(chǔ)研究機會，并在人機交互、微納機電器件、傳感和自驅(qū)動系統(tǒng)，人工智能等領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景，由此激發(fā)了科研人員在這個領(lǐng)域的研究興趣。近年來對于壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究取得了快速地發(fā)展。多種功能材料中的壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)的基本效應(yīng)得到了系統(tǒng)深入地研究，相關(guān)的理論體系得以建立，諸多壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)器件也被設(shè)計研發(fā)。為增進(jìn)研究者們對壓電電子學(xué)與壓電光電子學(xué)的理解以推進(jìn)其實際應(yīng)用，王中林院士組織領(lǐng)域內(nèi)研究者在2018年12月的美國材料學(xué)會會刊（MRS Bulletin）上撰寫了主題為“壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)”的專刊。
展開 ——Timothy Creazzo, Phase Sensitive Innovation公司”
AIM Photonics和Analog Photonics通過AP_SUNY PDK 4.0a的統(tǒng)計學(xué)緊湊模型，最大化光子芯片的可制造性。
圖1：部分AP_SUNY v4.0a CML中的INTERCONNECT緊湊模型（共計60多個）
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行業(yè)需求
廣闊的商業(yè)市場對制造成本和可擴展性的需求驅(qū)動著設(shè)計流程的不斷成熟。近年來，光子工藝設(shè)計套件（PDK）的推出顯著提高了光子設(shè)計的抽象水平和生產(chǎn)力，這是通過采用先進(jìn)的光電子集成電路級設(shè)計流程才得以實現(xiàn)，該設(shè)計流程包括使用Ansys Lumerical的光電子集成電路仿真工具INTERCONNECT以及緊湊模型自動化工具CML Compiler。
為了滿足行業(yè)對提高良率、縮短產(chǎn)品上市時間的需求，支持統(tǒng)計學(xué)功能的PDK和設(shè)計流程變得尤其重要。準(zhǔn)確模擬工藝制造偏差可以降低高昂的反復(fù)原型迭代的費用，縮短設(shè)計周期，提高良率，最大化投資回報。
AP_SUNY PDK套件
AIM Photonics、NY CREATES、Analog Photonics和Ansys Lumerical 聯(lián)合開發(fā)了支持統(tǒng)計模型的PDK套件，以滿足市場需求。
展開 ——Timothy Creazzo, Phase Sensitive Innovation公司”
AIM Photonics和Analog Photonics通過AP_SUNY PDK 4.0a的統(tǒng)計學(xué)緊湊模型，最大化光子芯片的可制造性。
圖1：部分AP_SUNY v4.0a CML中的INTERCONNECT緊湊模型（共計60多個）
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行業(yè)需求
廣闊的商業(yè)市場對制造成本和可擴展性的需求驅(qū)動著設(shè)計流程的不斷成熟。近年來，光子工藝設(shè)計套件（PDK）的推出顯著提高了光子設(shè)計的抽象水平和生產(chǎn)力，這是通過采用先進(jìn)的光電子集成電路級設(shè)計流程才得以實現(xiàn)，該設(shè)計流程包括使用Ansys Lumerical的光電子集成電路仿真工具INTERCONNECT以及緊湊模型自動化工具CML Compiler。
為了滿足行業(yè)對提高良率、縮短產(chǎn)品上市時間的需求，支持統(tǒng)計學(xué)功能的PDK和設(shè)計流程變得尤其重要。準(zhǔn)確模擬工藝制造偏差可以降低高昂的反復(fù)原型迭代的費用，縮短設(shè)計周期，提高良率，最大化投資回報。
AP_SUNY PDK套件
AIM Photonics、NY CREATES、Analog Photonics和Ansys Lumerical 聯(lián)合開發(fā)了支持統(tǒng)計模型的PDK套件，以滿足市場需求。
展開 （SOPO2011) Ei&ISTP Indexed
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The International Symposium on Photonics and Optoelectronics (SOPO 2011)
IEEE光學(xué)與光電子國際會議
Ei & ISTP Indexed
CALL FOR PAPERS
http://www.sopoconf.org/2011
Wuhan, China May 16-18, 2011
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The International Symposium on Photonics and Optoelectronics (SOPO 2011) will be held from 16th to 18th, May in Wuhan, China.
展開 
光電子學(xué)與集成光學(xué)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
光電子學(xué)與集成光學(xué)的最新內(nèi)容
光電子學(xué)（optoelectronic或optronics）絕不僅僅是光子學(xué)的一個子領(lǐng)域，而是光學(xué)和電子學(xué)交叉領(lǐng)域的關(guān)鍵學(xué)科，推動著通信、成像、傳感和能源等領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。盡管光電子學(xué)位于兩個物理領(lǐng)域的交叉地帶，但同時又具有其獨特的器件體系，主要涉及光的發(fā)射或探測。
就此而言，光電器件（optoelectronic devices）要么使用光信號并將其轉(zhuǎn)換為電輸出，要么采用電輸入并將其轉(zhuǎn)換為光信號
電子束粉末床熔融（EB-PBF）金屬3D打印技術(shù)利用電子束對粉末床進(jìn)行預(yù)熱和選擇性熔化，逐層堆積制造三維零件。由于電子束的能量轉(zhuǎn)換率高，不同材料對電子束能量的吸收率都很高，利用電子束掃描粉末床，可以預(yù)熱到1000℃，大大減小了熔融沉積過程的熱應(yīng)力。
△Luis Izet Escano使用團(tuán)隊開發(fā)的設(shè)備研究3D打印制造的金屬零件結(jié)構(gòu)。圖片來IZET ESCANO
客戶
美國集成光電子制造研究所（AIM Photonics）, 模擬光電（Analog Photonics）
客戶
美國集成光電子制造研究所（AIM Photonics）, 模擬光電（Analog Photonics）
【引言】
以氮化鎵，碳化硅和氧化鋅等為代表的第三代半導(dǎo)體材料已經(jīng)在消費電子，5G通訊，電動汽車，光電通信等諸多新興領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這些寬禁帶材料同時也具有非中心對稱的晶體結(jié)構(gòu)，因而表現(xiàn)出顯著的壓電特性。然而這些材料中壓電極化電荷和半導(dǎo)體特性的耦合過程長期以來被忽略。
針對壓電半導(dǎo)體中極化電荷和半導(dǎo)體特性耦合過程的研究和應(yīng)用，佐治亞理工學(xué)院及中國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)研究所的王中林院士分別于
10 月 29 日，最新一期國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然?光子學(xué)》(影響因子：37.85) 以”Experimental quantum fast hitting on hexagonal graphs” 為題發(fā)表了上海交通大學(xué)金賢敏研究團(tuán)隊最新研究成果，報道了首個基于光子集成芯片的物理系統(tǒng)可擴展的專用光量子計算原型機，
【引言】
近年來，壓電光電子學(xué)效應(yīng)廣泛被用于各類半導(dǎo)體光電器件的性能調(diào)制，包括：太陽能電池、發(fā)光二極管、光電二極管和光探測器等。然而，關(guān)于壓電光電子學(xué)效應(yīng)在不同器件結(jié)構(gòu)和材料體系的半導(dǎo)體光電器件中的調(diào)制作用機制研究還鮮見報道。更重要的是，壓電光電子學(xué)效應(yīng)不僅會產(chǎn)生使器件性能增強的作用，還可能會產(chǎn)生使器件性能削弱的作用，極大地限制了壓電光電子學(xué)效應(yīng)能夠達(dá)到的器件性能增強的最大幅度。
【成果簡介】
The International Symposium on Photonics and Optoelectronics Con.（SOPO2011) Ei&ISTP Indexed
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