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[发明专利]可重构的波分解复用器及其制备方法-CN202310812462.2有效
发明人：刘楠;马蔚;骆瑞琦;侯茂菁;王乔;刘冠东 -专利权人：之江实验室
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：本申请提供一种可重构的波分解复用器及其制备方法。该波分解复用器包括器件层，波分解复用器为阵列波导光栅，该器件层的结构包括入射波导、输入平板波导、阵列波导结构、输出平板波导以及多个输出波导，其中，输入平板波导与入射波导耦合，阵列波导结构耦合在输入平板波导与输出平板波导之间，输出平板波导与多个输出波导耦合，在阵列波导结构中的相邻阵列波导之间的区域填充有相变材料。本申请能够有效地解决片上波分解复用器件受工艺影响较大和调节困难的问题。
可重构分解复用器及其制备方法

[发明专利]基于单晶硅和微流道冷却的超高温压力传感芯片及系统-CN202310685836.9有效
发明人：刘冠东;骆瑞琦;李洁;王伟豪;曹荣;王传智 -专利权人：之江实验室
申请日： 2023-06-12 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G01L1/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于单晶硅和微流道冷却的超高温压力传感芯片及系统，使用底部各向异性腐蚀并氧化和在压阻式的半导体电阻的周围刻蚀电阻分隔结构并填充和覆盖绝缘层相结合的方法，将组成惠斯登电桥的半导体电阻用二氧化硅层绝缘隔离包裹起来，避免了传统单晶硅pn结隔离高温漏电流失效的问题。本发明还提出了使用微流道环绕高温压力传感芯片的微组装方法，隔离了外界高温并降低了芯片周围温度，使得系统可以在高于硅基压力传感芯片最高工作温度的1000℃以上的超高温环境中工作。同时这种微流道环绕芯片进行冷却的方法也适用于其他材质和原理的工作在极端高温环境中的传感器、集成电路、大功率器件等。
基于单晶硅微流道冷却超高温压力传感芯片系统

[发明专利]偏振不敏感的硅基光接收集成芯片及其实现方法-CN202310812463.7有效
发明人：刘楠;马蔚;骆瑞琦;侯茂菁;刘冠东 -专利权人：之江实验室
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：本申请提供一种偏振不敏感的硅基光接收集成芯片及其实现方法。该芯片包括端面耦合器、波分解复用器、光电探测器阵列及偏振自动反馈调节装置。在波分解复用器的上层沉积有相变材料，波分解复用器具有多个输出端口，多个输出端口包括偏振检测端口，波分解复用器的偏振检测端口连接偏振自动反馈调节装置的一端；偏振自动反馈调节装置的另一端用于连接至设于芯片外部的信号激励装置，偏振自动反馈调节装置用于测量偏振检测端口的输出光功率的强度来得到当前入射光的偏振态，并基于当前入射光的偏振态来控制信号激励装置产生激励信号的强度以触发相变材料的相态改变，进而调节波分解复用器的最佳工作偏振态以实现入射偏振不敏感。
偏振敏感硅基光接收集成芯片及其实现方法

[发明专利]一种电压控制的宽光谱锗硅探测器及其控制方法-CN202211411194.5在审
发明人： 骆瑞琦;马蔚;刘楠;刘冠东;王乔 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-11-11 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： H01L31/0352 文献下载
摘要：本发明公开了一种电压控制的宽光谱锗硅探测器及其控制方法，所述锗硅探测器包括自下而上依次设有的半导体衬底、P型重掺杂硅层、I型非掺杂本征硅层、N型重掺杂硅层、非掺杂本征锗层、P型重掺杂锗层，所述P型重掺杂硅层上设有与P型重掺杂硅层相连的金属接触电极一，所述P型重掺杂锗层上设有与P型重掺杂锗层相连的金属接触电极二，所述锗硅探测器在器件有源区形成PINIP型整体掺杂结构。将宽光谱光源垂直入射锗硅探测器根据入射波长光源不同被锗材料或硅材料吸收光子，通过控制锗硅探测器外部施加电压选择硅‑PIN光电探测器结构或者锗‑PIN光电探测器结构来实现电压控制的宽光谱探测，拓宽锗硅探测器应用领域。
一种电压控制光谱探测器及其方法

[发明专利]基于逆向设计的超表面透镜锥型波导及其波前整形方法-CN202211498280.4有效
发明人：侯茂菁;马蔚;骆瑞琦;刘冠东 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G02B6/122 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于逆向设计的超表面透镜锥型波导及其波前整形方法，该波导包括输入多模波导端，超表面透镜区域，锥形区域以及输出单模波导端。超表面透镜区域和紧凑的锥形区域通过拓扑优化逆向设计，连接在光信号输入端和输出端之间，光信号经过超表面透镜区域聚焦到锥形区域从输出端输出。本发明基于水平集方法对器件进行拓扑优化逆向设计，利用片上超表面透镜实现了短距离的聚焦，大大地缩短了锥形区域的长度，且插损仅不到1db。本发明主要结合超表面透镜的聚焦效应和逆向设计的优化方法，通过对片上集成光的调控，为在芯片上实现波前整形提供了新的方式，进一步迈向更小型化更紧凑的集成光学器件。
基于逆向设计表面透镜波导及其整形方法

[发明专利]一种硅基集成光接收芯片的封装结构-CN202310585098.0有效
发明人： 骆瑞琦;马蔚;刘冠东;刘楠;刘陶然 -专利权人：之江实验室
申请日： 2023-05-23 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： H01L25/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种硅基集成光接收芯片的封装结构，包括硅基光接收芯片、载体晶圆和外功能芯片；其中，所述硅基光接收芯片用于对接收的光载波信号进行分解得到多个单波长光信号，对单波长光信号进行波长调控，并将波长调控后的单波长光信号转化为电信号；在所述载体晶圆上集成硅基光接收芯片和外功能芯片，其中，在载体晶圆内部设置有金属电路，通过金属电路将硅基光接收芯片和外功能芯片相连；所述外功能芯片用于向所述硅基光接收芯片施加电压使得硅基光接收芯片能够对单波长光信号进行波长调控，还用于获得和放大硅基光接收芯片输出的电信号。该封装结构能够使得硅基光接收芯片在保证波长可调的同时保证了高速信号的质量。
一种集成接收芯片封装结构

[发明专利]一种基于逆向设计的超高集成度硅基光接收芯片-CN202211414571.0有效
发明人： 骆瑞琦;马蔚;侯茂菁;刘冠东 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-11-11 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G02B6/126 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于逆向设计的超高集成度硅基光接收芯片，包括所述光接收芯片上设置的端面耦合器、逆向设计偏振分束器、逆向设计波分解复用器以及高速锗硅探测器，所述逆向设计波分解复用器包括TE模式逆向设计波分解复用器和TM模式逆向设计波分解复用器，各器件之间通过光波导进行连接，高速锗硅探测器通过高频引线和高频电极与外部功能芯片连接。本发明一种基于逆向设计的超高集成度硅基光接收芯片，通过逆向设计方法设计偏振分束器以及基于TE、TM模式的波分解复用器件来解决传统光接收芯片上由于集成系统中分立器件中存在占位面积大、性能不稳定、带宽不够，串扰高的问题。
一种基于逆向设计超高集成度硅基光接收芯片

[发明专利]一种大带宽高分辨率紧凑型的片上光谱仪及检测方法-CN202211069036.6有效
发明人：刘楠;马蔚;骆瑞琦;刘冠东 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-09-02 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G01J3/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种大带宽高分辨率紧凑型的片上光谱仪及检测方法，包括输入端口光栅、微环谐振器、刻蚀衍射光栅以及探测器阵列，各部分之间通过单模波导连接，其中微环谐振器上集成有加热电极，所述加热电极用于调节所述微环谐振器的输出波长，使输出波长覆盖整个自由光谱范围。本发明微环谐振器的输出光谱具有周期性，波长相隔一个自由光谱范围的光从微环谐振器的输出端口输出，记录微环谐振器输出波长调节一个完整的自由光谱范围所需电压，并选取调节电压间隔点数Ncounts；微环谐振器的自由光谱范围FSR等于刻蚀衍射光栅的通道间隔，按照步进点数扫描加热电极电压，即可通过探测器阵列测量完整的光谱，检测方便。
一种带宽高分辨率紧凑型光谱仪检测方法

[发明专利]一种光谱低功率可调的刻蚀衍射光栅-CN202211068415.3在审
发明人：刘楠;马蔚;骆瑞琦;刘冠东;侯茂菁;储涛 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-09-02 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G02B5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种光谱低功率可调的刻蚀衍射光栅，所述刻蚀衍射光栅包括输入信道波导、输出信道波导、平板波导、过渡波导、反射光栅面及设计的马赫‑曾德尔干涉仪，所述输入信道波导与平板波导间通过设计的马赫‑曾德尔干涉仪连接，所述输出信道波导与平板波导间通过过渡波导连接，入射光由入射信道波导进入马赫‑曾德尔干涉仪，经马赫‑曾德尔干涉仪调节在输出端叠加输出，进入平板波导，入射角度发生偏转，从而实现通道光谱位置的调节。本发明基于平面光波导技术及标准CMOS工艺，仅需较低外加电压对局部区域加热，即可实现刻蚀衍射光栅整体光谱的调节，简单易行，无特殊工艺，可适用于大面积、多通道的刻蚀衍射光栅。
一种光谱功率可调刻蚀衍射光栅

[发明专利]一种点状金属接触结构的锗硅探测器-CN202210823413.4在审
发明人： 骆瑞琦;马蔚;刘楠;刘冠东 -专利权人：之江实验室
申请日： 2022-07-14 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： H01L31/105 文献下载
摘要：本发明公开了一种点状金属接触结构的锗硅探测器，包括SOI衬底层，所述SOI衬底层包括上部的顶层硅，所述顶层硅上设有P型重掺杂有源层、N型重掺杂有源层、非掺杂本征锗层、点状金属接触电极，所述P型重掺杂有源层、非掺杂本征锗层、N型重掺杂有源层形成水平或纵向PIN结构，所述点状金属接触电极分别设置在P型重掺杂有源层和N型重掺杂有源层上，使用点状金属接触结构可以大大减少光模式与金属之间的重叠，从而减少吸收损失，提高锗硅探测器的响应度。
一种金属接触结构探测器

[发明专利]一种基于超材料波导的阵列波导光栅-CN202111606890.7有效
发明人：刘楠;马蔚;骆瑞琦;刘冠东;储涛 -专利权人：之江实验室
申请日： 2021-12-27 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： G02B6/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于超材料波导的阵列波导光栅，所述阵列波导光栅包括阵列波导部分、输入平板波导、输出平板波导、输入信道波导、输出信道波导，所述阵列波导部分两端分别与所述输入平板波导和输出平板波导连接，所述输入平板波导末端与所述输入信道波导连接，所述输出平板波导末端与所述输出信道波导连接，所述阵列波导部分包括若干根阵列波导，所述阵列波导为超材料波导，在传统波导的周围周期性地排布亚波长波导得到多层结构，这一结构具有很强的各向异性，这一结构可用作传统波导的包层，使用强各向异性包层包围传统波导，整体形成超材料波导，有效抑制了传统波导的倏逝波及趋肤深度。
一种基于材料波导阵列光栅

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