光電子學與光子器件
關注創建者：匿名 創建時間：2025-11-17
光電子學與光子器件的實例教程
Ansys Lumerical是業界領先的光子學仿真工具，其擁有完整的光子學仿真解決方案，支持全套光子學器件級和系統級仿真。器件和系統級工具無縫協作，讓設計人員能夠對相互作用的光學、電氣和熱效應進行建模仿真。
產品之間靈活的互操作性支持將多物理場仿真和光子電路仿真與第三方EDA工具相結合的各種工作流程，以幫助優化產品性能、最大限度地降低物理原型制作成本并縮短產品上市時間。
Ansys Lumerical FDTD是業界公認的微納光子器件仿真的標準工具。
這款高性能二維／三維麥克斯韋方程求解軟件，能夠精確分析具有微納尺寸或亞波長結構與紫外、可見、紅外、太赫茲和微波的相互作用，能被廣泛應用千微納光電子器件、工藝以及材料的設計、分析和優化。
FDTD的集成設計環境支持腳本語言操作、高級后處理和結構優化功能，讓用戶可以更專注有效地完成設計要求。
規格概要
二維或三維建模
自定義任意表面和立體形貌
高級共形網格技術
靈活的材料插件
支持隨空間變化的各向異性材料
全矢量自定義和高數值孔徑的寬譜高斯光源
遠場分析
Q因子分析
自動提取S參數
能帶結構分析
腳本和優化程序
支持云計算和HPC高性能并行計算
主要特點
光子器件逆向設計優化
針對目標自動化探索最佳設計與結構；找出性能優化、面積最小化并提升工藝匹性的非直觀幾何形狀。
強大的后處理
強大的后處理功能，包括遠場分析，能帶結構分析，雙向散射分布函數(BSDF)生成，Q因子分析，電荷產生率。
非線性與各向異性材料
對含有非線性材料或各向異性空間變化材料的器件進行彷真。可以選擇各種非線性、負折射率和增益的材料模型，或者使用靈活的材料插件自行定義新材料模型。
展開 Analog Photonics的PDK器件庫率先在Lumerical的INTERCONNECT中支持統計學模型，這些光子模型基于器件的晶圓級測量數據，包含了波導、無源器件和有源器件的工藝誤差統計數據。該PDK可極大幫助光子芯片設計企業的產品開發，并由AIM Photonics多項目晶圓（MPW）服務在NY CREATES Albany納米技術中心先進的300mm微電子芯片制造廠生產。
AP_SUNY PDK 4.0a 是采用Lumerical緊湊模型的300mm晶圓半導體光子工藝設計套件，4.0a版本是在過去四年里的第七次重大更新。它包含60多個經過驗證且業界最佳的調制器和探測器，兼容3種AIM技術（passive, full-build and passive interposer）。PDK器件庫中，所有對工藝敏感的器件均含有統計學模型，其中包括：5個波導、5個無源器件（C+L頻帶3端口分路器、C+L頻帶4端口分路器、C+L頻帶99/1 tap、C+L頻帶90/10 tap、O頻帶4端口分路器）和12個有源器件（3個馬赫澤德調制器、4個C+L頻帶可調諧微盤調制器、4個C+L頻帶可調諧濾波器和1個O頻帶微盤調制器）。
AP_SUNY PDK 4.0a基于此前的PDK v3.5b進行改進，增加了馬赫澤德調制器的摻雜分布統計變化模型。此外，還新增了四個器件，包含基于物理結構變化的統計分布。
Analog Photonics的PDK研發總監Erman Timurdogan博士表示：“采用v4.0a，用戶可以利用基于實驗數據的統計學模型，并且該組件庫可以支持Active Interposer。這些統計學模型可用于預測器件、系統或產品性能、良率和corner analysis，降低制造和測試的時間和費用。
展開 Analog Photonics的PDK器件庫率先在Lumerical的INTERCONNECT中支持統計學模型，這些光子模型基于器件的晶圓級測量數據，包含了波導、無源器件和有源器件的工藝誤差統計數據。該PDK可極大幫助光子芯片設計企業的產品開發，并由AIM Photonics多項目晶圓（MPW）服務在NY CREATES Albany納米技術中心先進的300mm微電子芯片制造廠生產。
AP_SUNY PDK 4.0a 是采用Lumerical緊湊模型的300mm晶圓半導體光子工藝設計套件，4.0a版本是在過去四年里的第七次重大更新。它包含60多個經過驗證且業界最佳的調制器和探測器，兼容3種AIM技術（passive, full-build and passive interposer）。PDK器件庫中，所有對工藝敏感的器件均含有統計學模型，其中包括：5個波導、5個無源器件（C+L頻帶3端口分路器、C+L頻帶4端口分路器、C+L頻帶99/1 tap、C+L頻帶90/10 tap、O頻帶4端口分路器）和12個有源器件（3個馬赫澤德調制器、4個C+L頻帶可調諧微盤調制器、4個C+L頻帶可調諧濾波器和1個O頻帶微盤調制器）。
AP_SUNY PDK 4.0a基于此前的PDK v3.5b進行改進，增加了馬赫澤德調制器的摻雜分布統計變化模型。此外，還新增了四個器件，包含基于物理結構變化的統計分布。
Analog Photonics的PDK研發總監Erman Timurdogan博士表示：“采用v4.0a，用戶可以利用基于實驗數據的統計學模型，并且該組件庫可以支持Active Interposer。這些統計學模型可用于預測器件、系統或產品性能、良率和corner analysis，降低制造和測試的時間和費用。
展開 前言
根據全球半導體貿易協會的說法，半導體行業細分為：集成電路、光電子、分立器件以及傳感器。其中光電子器件占整個半導體產業的比例在7%-10%之間。光電子元器件是通信行業的核心，具有光信號發射、接受、信號處理功能。
從目前的產業發展周期來看，光電元器件行業依然處于行業早期，未來市場潛力巨大。光電子元器件可分為光電芯片、光器件和光模塊。
納米粒子與光的相互作用使其具有驚人的電、光、磁等性質，具有廣泛的應用前景。
等離子體納米粒子可以將光以局域表面等離子激元的形式捕獲到亞波長的體積中，這種增強的模式體積對于光化學、光物理、生物傳感、光催化、光子器件、等離子體增強手性、非線性物理等等都是非常重要的。然而，降低由于電子的高散射率而造成的歐姆損耗，以及用成本低廉的方法大規模組裝等離子體積木，仍然是具有挑戰性的。
在這項研究中，來自萊布尼茨聚合物研究所等單位的研究人員報道了干涉光刻和納米壓印光刻在不同靶襯底上的融合，從透射電子顯微鏡柵格上的碳膜到無機和可摻雜的聚合物半導體。
這種簡單的膠體印刷技術在硅、玻璃、金薄膜和萘二酰亞胺聚合物上進行了演示，因此標志著光電子器件大規模實施的一個重要里程碑。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202105054
使用膠體墨水和IL生產的聚二甲基硅氧烷印章，一維等離子體光子晶體在厘米尺度上以75%的成品率打印
出來。另一方面，采用原子光滑、單晶、單分散的金(Au)納米膠體積木，在二氧化鈦(TiO
2
)平板波導上印刷一維
等離子體光柵，產生光譜線寬為10 nm的波導-等離子體偏振子模式。等離子體激元誘導的超熱電子通過雙端電流測量在引導條件下具有更高的光響應性。制備的具有Au/TiO
2
異質結的雜化結構增強了光催化過程，如利用產生的熱電子降解甲基橙(MO)染料分子。
總的來說，本文提出了一種廉價、快速、簡便和可重復的技術，該技術有可能使用膠體墨水作為壓印抗蝕劑，在大面積上以高分辨率打印所需的結構。該技術是IL和NIL的結合，可用于在不同的靶襯底上制備不同形貌、不同電導率和不同疏水性的一維金屬光子晶體。
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Ansys | 什么是光電子學？1個月前
光電子學（optoelectronic或optronics）絕不僅僅是光子學的一個子領域，而是光學和電子學交叉領域的關鍵學科，推動著通信、成像、傳感和能源等領域的創新發展。盡管光電子學位于兩個物理領域的交叉地帶，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換為電輸出，要么采用電輸入并將其轉換為光信號
Ansys Lumerical是業界領先的光子學仿真工具，其擁有完整的光子學仿真解決方案，支持全套光子學器件級和系統級仿真。器件和系統級工具無縫協作，讓設計人員能夠對相互作用的光學、電氣和熱效應進行建模仿真。
產品之間靈活的互操作性支持將多物理場仿真和光子電路仿真與第三方EDA工具相結合的各種工作流程，以幫助優化產品性能、最大限度地降低物理原型制作成本并縮短產品上市時間。
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金屬納米顆粒是納米技術的重要組成部分。納米粒子與光的相互作用使其具有驚人的電、光、磁等性質，具有廣泛的應用前景。 等離子體納米粒子可以將光以局域表面等離子激元的形式捕獲到亞波長的體積中，這種增強的模式體積對于光化學、光物理、生物傳感、光催化、光子器件、等離子體增強手性、非線性物理等等都是非常重要的。然而，降低由于電子的高散射率而造成的歐姆損耗，以及用成本低廉的方法大規模組裝等離子體積木，仍然是具有
前言 根據全球半導體貿易協會的說法，半導體行業細分為：集成電路、光電子、分立器件以及傳感器。其中光電子器件占整個半導體產業的比例在7%-10%之間。光電子元器件是通信行業的核心，具有光信號發射、接受、信號處理功能。 從目前的產業發展周期來看，光電元器件行業依然處于行業早期，未來市場潛力巨大。光電子元器件可分為光電芯片、光器件和光模塊。 01 光電子器件概述 光電芯片 光電芯片是光器件的核心部件，按
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體材料已經在消費電子，5G通訊，電動汽車，光電通信等諸多新興領域得到廣泛應用。這些寬禁帶材料同時也具有非中心對稱的晶體結構，因而表現出顯著的壓電特性。然而這些材料中壓電極化電荷和半導體特性的耦合過程長期以來被忽略。
針對壓電半導體中極化電荷和半導體特性耦合過程的研究和應用，佐治亞理工學院及中國科學院北京納米能源與系統研究所的王中林院士分別于
10 月 29 日，最新一期國際權威學術期刊《自然?光子學》(影響因子：37.85) 以”Experimental quantum fast hitting on hexagonal graphs” 為題發表了上海交通大學金賢敏研究團隊最新研究成果，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，壓電光電子學效應廣泛被用于各類半導體光電器件的性能調制，包括：太陽能電池、發光二極管、光電二極管和光探測器等。然而，關于壓電光電子學效應在不同器件結構和材料體系的半導體光電器件中的調制作用機制研究還鮮見報道。更重要的是，壓電光電子學效應不僅會產生使器件性能增強的作用，還可能會產生使器件性能削弱的作用，極大地限制了壓電光電子學效應能夠達到的器件性能增強的最大幅度。
【成果簡介】
