2018年國家技術發(fā)明獎提名項目公示

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1、2018年國家技術發(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：中國通信學會提名意見：光通信技術正向高速率、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。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)射及光譜特性調控；2）寬頻帶調制與信道串擾抑制；3）高效光束合成與模塊化封裝。中國科學院半導體研究所、南京大學、武漢光迅科技股份有限公司多年來聯(lián)合攻關，致力于解決激光器陣列的關鍵技術問題，提出了基于單片集成耦合腔結構的窄線寬高速半導體激光器模

2、塊技術、發(fā)展了等效重構啁啾光柵半導體激光器陣列芯片制備技術、發(fā)明了光電子器件的三維封裝技術、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?；谝陨霞夹g突破，研制出窄線寬高速半導體激光器模塊，其主要技術指標均優(yōu)于國內外同類研究報導的結果，該成果在國家高技術領域獲得廣泛應用；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鍵技術，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，在寬帶光通信領域獲得廣泛應用。上述發(fā)明技術獲得美國發(fā)明專利授權

3、2件，國家發(fā)明專利18件，牽頭起草并公開行業(yè)標準3項、參與1項，起草行業(yè)科技報告2份，研制生產集成光收發(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年度國家技術發(fā)明二等獎。9三、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“寬帶通信與新型網絡”等重點專項任務的關鍵技術，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技術，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

4、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)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。激光被認為是二十世紀最偉大發(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

5、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；2）高效率的耦合與合波技術；3）高速率集成化封裝技術。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在國家自然基金重大和面上項目、國家973計劃課題、華為技術合作課題等支撐下，聯(lián)合攻關，致力于解決激光器陣列的關鍵技術問題。發(fā)明了等效重構啁啾光柵半導體激光器集成芯片制備技術，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的準確度，降低了芯片制備的成本；發(fā)明了陣列波導光柵的切縫方法，減小了芯片切縫處

6、的崩邊，保證切割后縫的內側壁光滑與平整性，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，將原有二位封裝結構拓展到三維空間，為微波電路的設計預留空間，解決了光子集成芯片的串擾難題。上述發(fā)明技術獲得美國發(fā)明專利授權2件，國家發(fā)明專利18件，牽頭起草并公開行業(yè)標準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注，作為主要內容之一被美國光學學會刊物OPN以“中國光子集成”9為題進行封面報道。基于專利技術研發(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

7、兩年半直接經濟效益22億元人民幣，并在國家高技術項目中獲得了應用，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年度中國通信學會科學技術一等獎，研制的器件用于微波光子系統(tǒng)，部分成果獲得2016年度光學工程科技創(chuàng)新一等獎；研究成果受到國際同行的廣泛關注，作為主要內容之一被美國光學學會刊物OPN以“中國光子集成”為題進行封面報道；2013年美國麻省理工學院M.Watts教授在發(fā)表的論文中指出：“要構建波長間隔符合（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

8、等效相移取樣光柵技術（REC）能更精確的控制相移”；2014年美國麻省理工學院Purnawirman教授在其公布的長達47頁的專利的第40頁中指出：“采用傳統(tǒng)的光刻技術，制備符合波分復用（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生1nm以內的偏移。等效相移技術是有效解決方案之一，可將波長間