基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法

    公开(公告)号:CN119270500A

    公开(公告)日:2025-01-07

    申请号:CN202411324517.6

    申请日:2024-09-23

    Abstract: 基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,属于光学设计领域。本发明实现方法为:将衍射光学元件所对应的相位分布表达为多层局域自由曲面的叠加;通过标量衍射理论计算输入光场经过衍射光学元件调制后传播至目标平面上的强度分布;结合自动微分和多尺度优化策略,采用梯度下降方法优化相位分布。通过将衍射光学元件的相位分布用连续光滑的自由曲面表示,保证优化过程中相位表面始终是连续光滑,在优化过程进一步约束曲面的曲率分布,降低衍射光学元件的加工难度;优化过程中避免随机相位和相位奇点的出现,抑制散斑噪声;采用多层局域自由曲面的叠加表征相位分布,搭配多尺度优化策略,能摆脱对初始相位的依赖,保证迭代的收敛性。

    一种铟镓氮量子点及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN113113287B

    公开(公告)日:2023-07-18

    申请号:CN202110332519.X

    申请日:2021-03-29

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提供了一种铟镓氮量子点及其制备方法与应用。该制备方法包括:利用MOCVD法在外延衬底上形成InGaN薄膜;循环重复步骤a、步骤b或者循环重复步骤b、步骤a,得到InGaN量子点层;其中,步骤a为中断氮源和金属源;步骤b为通入氮源和/或金属源。本发明还提供了上述制备方法得到的铟镓氮量子点。本发明进一步提供了上述铟镓氮量子点在制备高调制速度发光二极管、长波长LED、激光器、mini‑LED、micro‑LED、蓝光LED、绿光LED、红光LED等中的应用。本发明提供的铟镓氮量子点生长密度高、尺寸小且均匀、发光波段宽、发光效率高、载流子寿命短,适用于高速发光光源的制备,具有广阔应用前景。

    一种具有片上集成偏置器的毫米波光电混频器件

    公开(公告)号:CN114361749B

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202210092913.5

    申请日:2022-01-26

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提出了一种具有片上集成偏置器的毫米波光电混频器件,在石英基片上的毫米波电路包括有偏置器,偏置器由对称扇形渐开线的片上集成RF扼流端口和耦合微带线结构的片上集成DC隔直端口组成,并通过E‑面探针的结构,将片上毫米波模式耦合给空气波导。本发明的结构提高了片上集成偏置电路的通带带宽、低损耗特性,同时可以针对不同毫米波频段进行设计,具有较强拓展性。

    弯折型电光调制器及其制作方法

    公开(公告)号:CN113867014B

    公开(公告)日:2022-08-12

    申请号:CN202111061913.0

    申请日:2021-09-10

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本公开提供的弯折型电光调制器及其制作方法,包括:光波导部分,包括两个波导干涉臂,均分别具有至少一个大于90°的弯折部分;和电极部分,包括沿两个波导干涉臂布设的信号电极和若干地电极;当波导干涉臂的光传播方向与初始光传播方向夹角小于等于90°时,信号电极位于光波导内侧,若干地电极位于光波导外侧;当波导干涉臂的光传播方向与初始光传播方向夹角大于90°时,信号电极通过加载跨导电极的方式跨过相应波导干涉臂进入光波导外侧附近,地电极通过加载跨导电极的方式跨过相应波导干涉臂进入光波导内侧附近,从而实现电场反向的作用。本公开可在短器件长度基础上成倍降低半波电压,或者在低半波电压基础上成倍减小器件长度。

    基于范德华外延的垂直腔面发射激光器及其制作方法

    公开(公告)号:CN112436380B

    公开(公告)日:2022-02-18

    申请号:CN202011304983.X

    申请日:2020-11-19

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 一种基于范德华外延的垂直腔面发射激光器及其制作方法,上述制作方法中,制作GaN基有源区结构,包括:在第一衬底上覆盖单层二维材料;在覆盖有单层二维材料的第一衬底上外延生长GaN基有源区结构。GaN基有源区结构自下而上包括:n型GaN层、有源区、电子阻挡层、p型GaN层以及p+GaN层,p+GaN层作为第一欧姆接触层。在第二衬底上形成第一分布式布拉格反射镜结构。将GaN基有源区结构从第一衬底上剥离。将剥离后的GaN基有源区结构与位于第二衬底上的第一分布式布拉格反射镜结构键合。在键合后结构的第一欧姆接触层之上形成第二分布式布拉格反射镜结构。形成了具有低阈值电流密度、高增益的垂直腔面发射激光器。

    弯折型电光调制器及其制作方法

    公开(公告)号:CN113867014A

    公开(公告)日:2021-12-31

    申请号:CN202111061913.0

    申请日:2021-09-10

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本公开提供的弯折型电光调制器及其制作方法,包括:光波导部分,包括两个波导干涉臂,均分别具有至少一个大于90°的弯折部分;和电极部分,包括沿两个波导干涉臂布设的信号电极和若干地电极;当波导干涉臂的光传播方向与初始光传播方向夹角小于等于90°时,信号电极位于光波导内侧,若干地电极位于光波导外侧;当波导干涉臂的光传播方向与初始光传播方向夹角大于90°时,信号电极通过加载跨导电极的方式跨过相应波导干涉臂进入光波导外侧附近,地电极通过加载跨导电极的方式跨过相应波导干涉臂进入光波导内侧附近,从而实现电场反向的作用。本公开可在短器件长度基础上成倍降低半波电压,或者在低半波电压基础上成倍减小器件长度。

    一种光子晶体电光调制器及其制作方法

    公开(公告)号:CN111812867B

    公开(公告)日:2021-05-18

    申请号:CN202010709508.4

    申请日:2020-07-22

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了一种光子晶体电光调制器及其制作方法,包括衬底、在衬底上通过溅射抬离或者电镀形成的电极、在电极与衬底上沉积形成的键合层、对键合层抛光处理后键合形成的电光材料薄膜、在电光材料薄膜上刻蚀形成的光子晶体线缺陷波导、以及填充于光子晶体线缺陷波导中除线缺陷两侧第一排空气孔以外的其余空气孔内的金属柱;位于线缺陷两侧的金属柱之间分别通过相应的电极实现电连接,且位于线缺陷两侧第一排空气孔的下方未设置电极和键合层。本发明可实现光波导区域调制电场的紧束缚,利用光子晶体的慢光效应增强电光相互作用以降低半波电压长度积,实现器件的小型化。采用周期容性负载电极来实现微波与光波的速度匹配,兼顾高频调制特性。

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