推薦國家技術發(fā)明獎

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1、2016年度推薦國家技術發(fā)明獎候選項目公示我單位推薦該項目申報2016年度國家技術發(fā)明獎，特公示，公示期：2016年1月4日至2016年1月13日，公示期內如對公示內容有異議，請您向中國科學院半導體研究所成果管理與轉化處反映。聯(lián)系人及聯(lián)系電話：聯(lián)系人:張利鋒電話：010-82304204郵箱:lfzhang@semi.ac.cn附:公示內容項目名稱:激光器陣列集成技術及應用主要完成人:祝寧華，劉建國，陳向飛，馬衛(wèi)東，劉宇，陳偉項目簡介:光電子器件技術是支撐“寬帶中國”等國家發(fā)展戰(zhàn)略和“寬帶網絡”等重點

2、任務的關鍵技術，也是現(xiàn)代武器裝備如相控陣雷達、電子對抗和空間通信網絡的核心，實現(xiàn)光電子器件的自主可控是我國信息安全和國防戰(zhàn)略安全的重要保障。由于信息通信技術的廣泛應用和各種新業(yè)務的不斷出現(xiàn)，網絡容量的增長速度已經可以和集成電路（IC）的摩爾定律相比擬，預計到2020年左右我國骨干網的容量將達Pb/s量級。網絡容量如此快的增長速度對光通信骨干網的傳輸和信息處理能力提出了極大的挑戰(zhàn)。目前由分立光電子器件構建的光網絡設備正越來越難以適應網絡容量的飛速發(fā)展，光電子器件向多功能集成化發(fā)展已經成為世界各國共識，業(yè)

3、界一致認為“光電子集成”是解決通信容量和能耗問題的關鍵，歐美發(fā)達國家通過布局各種研發(fā)計劃（如奧巴馬2014年宣布啟動集成光電子研發(fā)平臺計劃），突破并掌握了光電子集成的設計、制備以及封裝等關鍵技術。中科院半導體研究所、南京大學、武漢光迅科技有限公司多年來致力于國產微波光子集成技術研究，獲得美國發(fā)明專利授權2件，國家發(fā)明專利8件，牽頭起草并公開行業(yè)標準4項，牽頭起草行業(yè)科技報告2份。具體技術發(fā)明如下：發(fā)明點1：發(fā)明了一種“重構-等效啁啾(REC)光柵技術,從而使激光器陣列芯片制備的難度降低2個數(shù)量級，解決

4、了激光器陣列芯片制備過程中波長難以對準的難題,降低了芯片制備的成本；發(fā)明點2：發(fā)明了一種集成陣列芯片的三維封裝的方法，將二維平面微波封裝電路拓展到了三維空間，解決了光子集成芯片封裝過程中所面臨的空間狹小的問題?；趯＠夹g研發(fā)的集成光收發(fā)模塊用于華為、中興、谷歌等知名公司系統(tǒng)設備中，近三年直接經濟效益近5.8億人民幣，并在國防高技術項目中獲得了應用。發(fā)明點3：由于AWG和激光器陣列之間存在模場失配和對接耦合問題。傳統(tǒng)AWG波導切割存在崩邊現(xiàn)象，導致插損嚴重。發(fā)明了陣列波導光柵的切縫方法，減小了芯片切縫

5、處的崩邊，保證切割后縫的內側壁光滑與平整，將插入損耗降低了3dB，大幅度提高了集成芯片耦合效率?；谏鲜霭l(fā)明專利技術，研制成功高速集成激光器陣列模塊、耦合腔窄線寬激光器、光子集成微波源，并實現(xiàn)了產業(yè)化推廣和應用，近三年創(chuàng)造直接經濟效益近5.8億元，相關產品在航天五院，中電29所，中電34所等承擔的重要國防任務中獲得了應用，為實現(xiàn)高等級核心光電子集成元器件的自主可控提供了保障?？陀^評價:美國麻省理工學院（MIT）M.Watts教授在在2013年采用REC技術研制出波長間隔誤差精度達到0.01nm的硅基陣

6、列光集成器件【Opt.Lett.38,4002(2013)】，并于2014年把等效相移應用于硅基激光器陣列【US20140269800Al】，該申請專利更說明，“采用光刻技術實現(xiàn)高質量激光器陣列是一個極大的挑戰(zhàn)，幾乎難以實現(xiàn)，等效相移技術是有效解決方案之一，以此獲得了波長間隔線性度誤差小于0.03nm的高均勻性硅基激光器陣列”。采用REC技術，美國工程院院士Smith教授等在2012年實現(xiàn)了一種新型硅基集成濾波器【IEEEPhoton.Technol.Lett.24,25(2012)】；加拿大工程院院

7、士、IEEE和OSA會士渥太華大學J.P.Yao教授等研制了一種半導體激光器陣列【Opt.Express21,19966(2013)】；OSA會士美國德州大學奧斯丁分校J.L.Cheng教授等實現(xiàn)了基于REC技術的邊耦合DFB半導體激光器及陣列【Opt.Express21,26936(2013);Electron.Lett.50,1303(2014)】；中電集團34承擔了相關空間站有效載荷中數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿眨枰锨芳す馐瞻l(fā)組件，對系統(tǒng)的體積、功耗都帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)分立器件方案不能滿足需求，采用

8、中國科學院半導體研究所提供的4×10Gb/s的集成光收發(fā)模塊，進行了系統(tǒng)測試，與分立器件相比，可以將體積降低1/3，功耗降低1/2。34所認為該集成器件的研制成功，為本空間站航天任務的順利實施提供有利保障。推廣應用情況:1．應用情況(1)項目及時將專利及成果的自主知識產權優(yōu)勢落實到具體產品上,根據(jù)高速光信息系統(tǒng)對集成光電子器件的要求，研制了一系列集成收發(fā)模塊，如4×10Gb/s，4×25Gb/s的集成數(shù)字光發(fā)射模塊，制定了4項相關行業(yè)標準，并實現(xiàn)規(guī)?；?/p>