2学分（1.5-1）：24学时的理论授课，16学时的实验操作 夏季学期共8周的课程安排
考试时间：2015年7月8日 10:30-12:30
浙江大学光电信息系
集成光电子器件及设计
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第一章
教学目的与基本要求
使学生对“集成光电子器件”的基础理论、器件原理以及制作工 艺流程等有比较全面的了解，
对光波导理论、耦合模理论有较深的理解。
metal interconnects
TSV：Through Silicon Vias(通孔)
2021/5/8
E. Beyne et al. ICICDT (2007)
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浙江大学光电信息系
Intel公司报道了基于硅基混合激光器 光源的四通道CWDM收发模块
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第一章
1.1 课程简介
晶体在外场作用下的光学性质(2学时)（5月12日） 集成光无源器件(6学时)
定向耦合器、Y分支功分器、马赫－泽德干涉仪、阵列波导光栅等(2学时) 电光集成器件、声光集成器件、热光开关与调制器、磁光隔离器与环形器(4学时)
光有源器件导论与系统集成 (3学时)（5月19日） 集成光学器件的材料 (2学时) 集成光学器件的主要制作工艺及平面介质光波导参量测试 (3学时) 集成光电子器件的最新进展 (1学时)
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第一章
教材与参考文献
教材：
《集成光学》唐天同、王兆宏著，科学出版社，2005年8月(第一版)
参考书：
《半导体导波光学器件理论及技术》，赵策洲，国防工业出版社。 Integrated Optics: Theory and Technology, Robert G. Hunsperger
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第一章
半导体技术的发展趋势
2021/5/8
All optical networking
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硅上的三维光电集成
waveguides
III-V microlaser
BCB
Photonic wafer
TSV
BCB
microheater
CMOS wafer
transistors
与微电子系统相比，光集成采用集成光路替代集成电路，用光纤 或介质平面光波导代替电线或同轴电缆；具有传输带宽更宽，光 子运动速度更快，可实现波分复用等优点。
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第一章
1.集成光学的理论
实验四：光波导器件制作流程（Video)
大型课程设计作业
• 一种硅波导模式复用器研究，要求： 1. 通过文献阅读和调研，提出一种硅纳米线波导实现模式复用的硅波导模式复用器
（Mode (de)multiplexer)的结构和设计方法； 2. 完成该器件的优化设计与分析；实现两个通道以上复用，同时给出其工作带宽、
考试：闭卷，多种题型，避免死记硬背，要求掌握基本物理，能 够对知识融会贯通、灵活运用。
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第一章
1.2集成光学的概念与特点
集成光学是在光电子学和微电子学基础上，采用集成方法研究和 发展光学器件和混合光学-电子学系统的学科。
传统光学系统体积大、稳定性差、光束准直困难，不能适应光电 子技术发展的需要。采用类似于半导体集成电路的方法，把光学 元件以薄膜形式集成在同一衬底上的集成光路，器件体积小、性 能可靠、效率高、功耗低，使用方便。
损耗、消光比等。 3. 提交论文报告。
参考文献：
《微纳光子集成》 何赛灵，戴道锌. 科学出版社
《光波导模式理论》 马春生，刘式墉 吉林大学出版社
《硅光子学》余金中主编，科学出版社
D. Dai, J. Wang, and S. He. Silicon Multimode Photonic Integrated Devices for on-Chip
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第一章 概论
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Charles H. Townes (Nobel Prize in Physics 1964) Arthur Leonard Schawlow (Nobel Prize in Physics 1981)
Intel 2010
IC+Laser (and much more) on a chip=Integrated Photonics
上课：早起（不睡懒觉），认真听讲，欢迎提问与质疑，及时复 习。
作业：课堂布置，必须独立完成，及源自上交，每次作业均有分数， 计入含有一定比例的平时成绩。
实验报告：包括相关课题的背景描述，实验原理，实验过程设计， 实验结果，结论与结果讨论等，是一份自己亲身参与的研究报告。
成绩按一定比例计入总成绩。
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第一章
课程实验初步安排
实验一：马赫曾德光调制器的BPM仿真 （第四、五周的三个时间段，每个时间段2 小时，20-25人/时间段） 实验二：微环谐振腔的FDTD仿真 （第四、五周的三个时间段）
实验三：Y分支功分器测试实验 5人/组 （第六、七周的五个时间段，每个时间段半 天，25人/时间段）
掌握典型的集成光电子器件的工作原理、基本结构及应用。
结合国际上这一领域的最新进展，激发学生对该领域相关方向的 兴趣，培养学生分析问题的能力和思维方式。
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第一章
主要内容及学时分配
概述 (1学时)（5月12日） 平面介质光波导和耦合模理论(6学时)
平面介质光波导(2学时)，耦合模理论(4学时)
Mode-Division-Multiplexed Optical Interconnects, Progress In Electromagnetics
浙R江e大s学ea光r电ch信,息14系3, 773-819, 2013.
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第一章
浙江大学光电信息系
(Sixth Edition), Springer, 2009 《光集成器件》，小林功郎著，科学出版社，2002 《集成光学》，T.塔米尔主编，科学出版社，1982
课程网站：/IntOpt/
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第一章
上课、作业、实验报告、考试