2018年國家技術(shù)發(fā)明獎提名項目公示

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1、2018年國家技術(shù)發(fā)明獎提名項目公示一、項目名稱集成化寬頻帶光發(fā)射器件與模塊二、提名者及提名意見提名者：中國通信學(xué)會提名意見：光通信技術(shù)正向高速率、智能化和低功耗方向發(fā)展，迫切需要發(fā)展窄線寬、高速率和陣列化的激光光源技術(shù)。該類激光器在制備過程中面臨三個重要瓶頸問題：1）多波長激光發(fā)射及光譜特性調(diào)控；2）寬頻帶調(diào)制與信道串?dāng)_抑制；3）高效光束合成與模塊化封裝。中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、南京大學(xué)、武漢光迅科技股份有限公司多年來聯(lián)合攻關(guān)，致力于解決激光器陣列的關(guān)鍵技術(shù)問題，提出了基于單片集成耦合腔結(jié)構(gòu)的窄線寬高速半導(dǎo)體激光器模塊技術(shù)、發(fā)展了等效重構(gòu)啁啾光柵半導(dǎo)體激光器陣列芯片制備技

2、術(shù)、發(fā)明了光電子器件的三維封裝技術(shù)、開發(fā)出多信道寬帶光發(fā)射器件的低損耗光束合成技術(shù)?；谝陨霞夹g(shù)突破，研制出窄線寬高速半導(dǎo)體激光器模塊，其主要技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于國內(nèi)外同類研究報導(dǎo)的結(jié)果，該成果在國家高技術(shù)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用；研制出波長間隔穩(wěn)定的60信道單片集成激光器芯片，突破了高速低損耗光束合成和三維封裝關(guān)鍵技術(shù)，成功開發(fā)出4×25G、10×10G、16×2.5G、4×10G系列高速率低成本小型化激光器模塊，在寬帶光通信領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。上述發(fā)明技術(shù)獲得美國發(fā)明專利授權(quán)2件，國家發(fā)明專利18件，牽頭起草并公開行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項、參與1項，起草行業(yè)科技報告2份，研制生產(chǎn)集成光收發(fā)模塊用于

3、華為、中興、谷歌等知名公司系統(tǒng)設(shè)備中，近兩年半新增銷售額超過22億人民幣。我單位同意提名該項目申報2018年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。9三、項目簡介光電子器件技術(shù)是支撐“寬帶中國”等國家發(fā)展戰(zhàn)略和“寬帶通信與新型網(wǎng)絡(luò)”等重點專項任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，也是現(xiàn)代武器裝備如相控陣?yán)走_(dá)、電子對抗和空間通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，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(shù)的廣泛應(yīng)用和各種新業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)容量的增長速度已經(jīng)可以和集成電路（IC）的摩爾定律相比擬，預(yù)計到2020年左右我國骨干網(wǎng)的容量將達(dá)Pb/s量級。網(wǎng)絡(luò)容量如此快的增長速度對光通信骨干網(wǎng)的傳輸和

4、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(gòu)建的光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正越來越難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)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(jīng)成為世界各國共識，業(yè)界一致認(rèn)為“光電子集成”是解決通信容量和能耗問題的關(guān)鍵。激光被認(rèn)為是二十世紀(jì)最偉大發(fā)明之一，激光器陣列就是把多個激光器集成到一個芯片上，為光子集成回路提供信息發(fā)送的光源，激光器是光收發(fā)模塊的“心臟”。激光器陣列在制備過程中面臨三個重要瓶頸問題：1）波長精確控制的激光器陣列芯片制備技術(shù)；2）高效率的耦合與合波技術(shù)；3）高速率集成化封裝技術(shù)。中科院半導(dǎo)體研究所、南京大學(xué)、武漢光迅科技有限公司多年來在國家自然基金重大和面上項目、

5、國家973計劃課題、華為技術(shù)合作課題等支撐下，聯(lián)合攻關(guān)，致力于解決激光器陣列的關(guān)鍵技術(shù)問題。發(fā)明了等效重構(gòu)啁啾光柵半導(dǎo)體激光器集成芯片制備技術(shù)，用于激光器陣列的制備，將光柵制備的工藝精度降低了2個量級，大幅度提高了波長對準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，降低了芯片制備的成本；發(fā)明了陣列波導(dǎo)光柵的切縫方法，減小了芯片切縫處的崩邊，保證切割后縫的內(nèi)側(cè)壁光滑與平整性，降低了光插入損耗，大幅度提高了集成芯片耦合效率；發(fā)明了光電子器件匹配電路的三維封裝方法，將原有二位封裝結(jié)構(gòu)拓展到三維空間，為微波電路的設(shè)計預(yù)留空間，解決了光子集成芯片的串?dāng)_難題。上述發(fā)明技術(shù)獲得美國發(fā)明專利授權(quán)2件，國家發(fā)明專利18件，牽

6、頭起草并公開行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項、參與1項，起草行業(yè)科技報告2份。研究成果受到國際同行的廣泛關(guān)注，作為主要內(nèi)容之一被美國光學(xué)學(xué)會刊物OPN以“中國光子集成”9為題進(jìn)行封面報道?；趯＠夹g(shù)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(shè)備中，近兩年半直接經(jīng)濟(jì)效益22億元人民幣，并在國家高技術(shù)項目中獲得了應(yīng)用，為實現(xiàn)核心高端光電子集成器件的自主可控提供了保障。四、客觀評價該項目部分成果獲得2016年度中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎，研制的器件用于微波光子系統(tǒng)，部分成果獲得2016年度光學(xué)工程科技創(chuàng)新一等獎；研究成果受到國際同行的廣泛關(guān)注，作為主要內(nèi)容之一被美國光學(xué)學(xué)會刊物OPN以

7、“中國光子集成”為題進(jìn)行封面報道；2013年美國麻省理工學(xué)院M.Watts教授在發(fā)表的論文中指出：“要構(gòu)建波長間隔符合（IUT）要求的1/4波長相移布拉格光柵陣列極其困難，采用完成人提供的等效相移取樣光柵技術(shù)（REC）能更精確的控制相移”；2014年美國麻省理工學(xué)院Purnawirman教授在其公布的長達(dá)47頁的專利的第40頁中指出：“采用傳統(tǒng)的光刻技術(shù)，制備符合波分復(fù)用（WDM）信道的DFB激光器是一個極大的挑戰(zhàn)，因為相近信道的DFB激光器光柵很容易產(chǎn)生1nm以內(nèi)的偏移。等效相移技術(shù)是有效解決方案之一，可將波長間