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硅的限制與突破性的光子芯片、光子芯片清洗介紹

發(fā)布日期:2023-07-07 發(fā)布者:合明科技 瀏覽次數(shù):4051

什么是光參量放大器?










通過改變傳輸系統(tǒng)中電容或光學(xué)材料的折射率特性,利用光纖和波導(dǎo)的三階非線性也可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)放大,即光參量放大器。

與傳統(tǒng)的光學(xué)躍遷放大器相比,其超寬的頻譜覆蓋范圍是無與倫比的優(yōu)勢(shì)特征——參量放大器幾乎可以在任何波長內(nèi)實(shí)現(xiàn)寬帶增益,并且這種增益完全取決于所用波導(dǎo)材料的色散特性,這使得參量放大器可以在傳統(tǒng)增益介質(zhì)無法覆蓋的波長范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)增益。

參量放大器的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是:不受小輸入信號(hào)的影響。這意味著它可以在同一光路中,既可以放大最微弱的信號(hào),也可以放大最大的輸入功率。因此,其增益譜可以通過波導(dǎo)的幾何優(yōu)化和色散工程來定制,這大大擴(kuò)寬了其應(yīng)用場(chǎng)景與目標(biāo)波長的選定范圍。
硅的限制與突破性的光子芯片
盡管基于光纖的光學(xué)參量放大器具有十分誘人的前景,但由于二氧化硅的弱克爾非線性導(dǎo)致其所需的泵浦功率非常高,使得放大器結(jié)構(gòu)變得異常復(fù)雜。
相比之下,在過去的二十年中,集成光子平臺(tái)如氮化硅(Si?N?)、AlGaAs、GaP、鉭和硫族化物,在克爾非線性增強(qiáng)方面已取得了顯著的成果。
然而,迄今為止,由于凈增益只能通過使用脈沖光泵克服波導(dǎo)材料損耗來實(shí)現(xiàn)。因此,基于三階非線性的連續(xù)行波光參量放大器,放大任意波長輸入信號(hào)的能力還沒有被證實(shí)。
研究團(tuán)隊(duì)將長為2 m的低損氮化硅螺旋線集成在一片3×5 mm的晶圓上,以形成超低損耗高集成度氮化硅光參量放大器,實(shí)物圖如圖2 a)所示。圖2 b)與圖2 c)分別為輸入信號(hào)與放大后的輸出信號(hào)。

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圖2:光參量放大器

為驗(yàn)證制作的光參量放大器的性能,研究人員在信號(hào)波長范圍為1260 nm~1630 nm內(nèi),測(cè)量光參量放大器波導(dǎo)材料的透射光譜、色散分布和損耗等參數(shù),實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖3所示。

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圖3:測(cè)試光路

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在氮化硅波導(dǎo)螺旋中,整個(gè)測(cè)試芯片總損耗低至10 dB,并且,信號(hào)實(shí)現(xiàn)增益的全帶寬達(dá)到20 nm。數(shù)據(jù)顯示,即使在考慮芯片上光傳播損耗和光纖-芯片-光纖耦合損耗的情況下,整個(gè)系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了高達(dá)2 dB的凈參數(shù)增益。

這種放大器的應(yīng)用領(lǐng)域近乎是無限的??梢詫⒎糯笮盘?hào)擴(kuò)展到電信波段以外,中紅外或可見光;到激光雷達(dá)或其他用于探測(cè)、感知經(jīng)典或量子信號(hào)的應(yīng)用?!?br/>

光子芯片封裝清洗:合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等,這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。

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Tips:

【閱讀提示】

以上為本公司一些經(jīng)驗(yàn)的累積,因工藝問題內(nèi)容廣泛,沒有面面俱到,只對(duì)常見問題作分析,隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷更新?lián)Q代,新的工藝問題也不斷出現(xiàn),本公司自成立以來不斷的追求產(chǎn)品的創(chuàng)新,做到與時(shí)俱進(jìn),熟悉各種生產(chǎn)復(fù)雜工藝,能為各種客戶提供全方位的工藝、設(shè)備、材料的清洗解決方案支持。

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