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多材料体系三维集成光波导器件

多材料体系三维集成光波导器件

摘要：随着高速光通信、智能光计算和灵敏光探测等领域的快速发展，光子集成系统正成为重要发展趋势，其对于单元器件性能、系统集成度和可拓展性提出了更高的要求。多材料体系三维集成技术突破了传统单一材料体系的器件性能限制以及二维加工与集成技术的面积与集成度限制，有望实现高速率、高效率、高密度以及低功耗的新型光电集成系统。本文围绕三维堆叠技术和飞秒激光加工技术这两类主要的多材料体系三维集成光波导技术，首先介绍了基于层间耦合器的三维光学耦合技术与三维集成光波导器件，然后介绍了基于三维堆叠技术的光电融合集成器件（光发射机/接收机、波分复用收发器、光互连模块），进一步介绍了基于飞秒激光直写技术的三维集成光波导器件（偏振复用器、模式复用器、扇入/扇出器件、拓扑量子器件）。这些三维集成技术为提升系统性能、提高系统集成度以及降低系统功耗提供了有效的解决方案，从而在先进光通信和光信号处理等领域具有广泛的应用前景。
光电 2024年11月28日
聚合物半导体的可控光图案化

聚合物半导体的可控光图案化

摘要：聚合物半导体因其具有轻薄柔软和可溶液加工等特性, 在柔性显示和可穿戴器件等领域具有重要的应用前景, 但高精度图案化加工技术仍是制约其发展的关键瓶颈之一. 本文总结了近年来聚合物半导体光图案化的三种策略. (1) 光裂解法: 通过在聚合物侧链引入光照可除去基团, 利用光照诱导溶解性变化, 进而实现图案化;(2) 光交联法: 通过光致化学交联反应形成不溶网络, 结合掩模获得高分辨率图案; (3) 物理共混光聚合体系法: 借助光引发聚合反应, 使半导体材料与光固化组分形成互穿网络结构从而实现图案化. 本文深入分析了不同图案化方法的化学机制、图案化特性及其对半导体电学性能的影响, 探讨了这些图案化方法在推动聚合物半导体于有机电子器件中的应用及其未来发展方向.
光电 2026年01月09日
柔性电化学传感器的材料选择研究进展

柔性电化学传感器的材料选择研究进展

摘要：电化学传感器作为传统传感器的一种，具有效率高、响应性好和灵敏度高等优点。而柔性电化学传感器具有这些特点的同时，凭借其优异的柔韧性、拉伸性、可折叠性和电化学稳定性，被广泛应用于医疗卫生、环境监测和食品安全等方面。此外，该类传感器还具有方便携带、成本较低、灵敏度高和选择性好等特点。本文立足于柔性传感器活性材料的选择，从无机材料、有机材料、酶和天然材料入手，通过分析与总结近几年的研究成果，介绍材料的选择对电化学传感器性能的影响，重点阐述了不同材料在柔性电化学传感器方面的制备及应用，表明柔性电化学传感器在生产生活中发挥着不可替代的作用。最后对现阶段柔性传感器的研究应用存在的问题与挑战进行总结，并对其未来发展方向进行展望。
光电 2024年10月31日
无“线”可能：激光能量传输如何重塑能源未来

无“线”可能：激光能量传输如何重塑能源未来

摘要：分析了激光无线能量传输（laser wireless power transmission，LWPT）技术的基本原理、发展背景及未来应用。该技术基于受激辐射原理，将电能转化为激光能量，经过大气或真空介质传输后，最终由激光电池将光能高效转换为电能，具备高方向性、高能量密度、远距离传输等优势。在低空产业领域，LWPT 可为无人机、飞行汽车等提供持续能源补给，显著提升续航能力与作业效率；在商业航天领域，其可为卫星、空间站及深空探测器构建灵活的能量传输网络，支撑长期太空任务。展望未来，LWPT 技术与激光通信、卫星遥感定位等技术结合，可实现能源与信息的协同传输，构建交通–信息–能源三网融合的智能化蓝图，推动交通系统向高效化、自动化迈进。这一目标的实现，需依托多行业深度合作与持续技术创新，并同步推进跨领域协同研发及标准规范制定。通过推动该技术的发展，有望催生能源传输领域的革命性变革，为现代社会的发展提供坚实的支撑。
光电 2025年12月31日
无线输能超表面技术研究进展

无线输能超表面技术研究进展

摘要：随着无线通信与人工智能技术的发展，小型移动设备的数量正在急剧增加，传统有线电力供应模式已不能满足人们对便携性和移动性的需求。射频与微波无线输能技术能够摆脱有线能源的限制，在无线设备中具有巨大的应用潜力。综述了超表面技术的关键热点，介绍了无线输能融合无线通信、无线传感、可重构智能超表面和目标识别与定位等技术的研究进展。超表面具备独特的电磁参量调控能力和二维紧凑可共形等优势，有望在射频与微波无线输能领域起到关键作用。无线输能超表面技术的关键热点主要包括无线电力传输、无线能量收集、同步无线信息与电力传输和可重构无线输能技术等。在无线输能系统中，超表面可以在发射端生成能量波束，在传输路径中增强耦合谐振，还可以在接收端提高交直流转换效率。
光电 2026年02月14日
激光融合制造及在柔性微纳传感器的应用（特邀）

激光融合制造及在柔性微纳传感器的应用（特邀）

摘要:柔性微纳传感器的新兴发展对先进制造技术提出了更高要求。其中，激光融合制造充分集成激光增材、等材、减材加工形式，凭借高精度、非接触、机理丰富、灵活可控、高效环保、多材料兼容等特点突破了传统制造在多任务、多线程、多功能复合加工中的局限，通过激光与物质相互作用实现跨尺度“控形”与“控性”，为各类柔性微纳传感器的结构-材料-功能一体化制造开辟了新途径。本文首先分析激光增材、等材与减材制造的技术特点与典型目标材料，展示激光融合制造的技术优势，接着针对近年来激光融合制造在柔性物理、化学、电生理与多模态微纳传感器中的典型应用展开讨论，最后对该技术面临的挑战以及未来发展趋势进行了总结与展望，通过多学科交叉互融，开辟柔性微纳传感器制造新路径，拓展激光制造技术的应用场景。
光电 2024年10月22日
面向“十五五”的半导体装备的挑战与机遇

面向“十五五”的半导体装备的挑战与机遇

摘要：面向“十五五”，我国半导体装备产业面临技术封锁与供应链脱钩的双重挑战，需从“追赶替代”转向“路径创新”，突破对国际技术体系的依赖。文章分析了三大核心需求：支撑自立自强（突破先进制程装备与零部件瓶颈）、构建中国特色创新生态（探索GAA、3D集成等新技术路径）、推动智能化升级（融合AI与数字化技术）。同时，提出以“再全球化”策略应对逆全球化，通过内循环与国际双循环协同，重塑全球半导体产业链。当前，国产装备在成熟制程取得突破，但高端领域仍被美国、日本、欧洲垄断，且面临低水平重复竞争、供应链“卡脖子”等问题。建议通过系统性科技攻关、上下游协同创新，避免内卷，聚焦非对称技术优势，实现从自主可控到自立自强的跨越。
光电 2025年12月23日
集成电光频率梳研究进展

集成电光频率梳研究进展

摘要：光学频率梳是由一系列离散且等间隔分布的频率成分所组成的光谱结构，作为光谱分析的天然刻度尺，其已广泛应用于光谱学、精密测量、光通信、传感等多个领域。光学频率梳根据其产生技术可分为基于锁模激光器的光学频率梳、克尔微腔光学频率梳、电光频率梳。电光频率梳由于其频率间隔可调、梳齿功率较高、可实现微波到光波的转换等优势，得到了充分发展。但传统电光频率梳的产生器件存在体积大、功耗高的缺点，限制了其进一步应用。随着微纳加工技术的不断发展，越来越多的材料应用于片上集成光学器件，包括硅、氮化硅、氮化铝、磷化铟、铌酸锂、砷化铝镓等。集成电光频率梳器件具有体积小、功耗低等优势，是构建光电集成芯片的重要器件。文中旨在对集成电光频率梳的研究现状进行综述，首先介绍光学频率梳的类型，并详细论述电光频率梳的产生机制；其次介绍产生集成电光频率梳的材料平台、相应的光梳性能指标及其应用；最后基于目前集成电光频率梳领域存在的问题，对未来的研究趋势做出展望。
光电 2026年02月10日
芯片用金刚石增强金属基复合材料研究进展

芯片用金刚石增强金属基复合材料研究进展

摘要：随着电子设备集成化程度越来越高，对高导热封装材料的需求也越来越大，金刚石增强金属基复合材料凭借其高导热性能成为研究焦点。然而，由于金刚石颗粒与金属基体之间的不润湿特性，具有高导热性的金刚石增强金属基复合材料难以制备。文中综述了金刚石增强金属基复合材料的研究进展，包括界面改性、工艺参数优化和复合材料制备方法，并指出了金刚石增强金属基复合材料目前存在的问题和今后的研究方向。
光电 2024年10月08日