团组其他

成员姓名、

学院或

部门、

职称、职务

无

王凌华

物理与信息工程学院

中级， 讲师

出访国家

或地区

比利时

根特大学

出访任务

（会议中、

英文名称）

进行集成氮化硅波导光学非线性方面的实验研究

具体

日程

安排

8月10日-8月15日，启程，与根特大学光子组教授及博士生就实验方法及可行性进行充分的讨论，在此基础上制定实验方案。

8月16日-8月23日，进行相关集成波导光学非线性测试系统的搭建和调试工作，对其中涉及到的光路准直、偏振光产生、入射光与波导的耦合、输出光的耦合、滤波、偏振光检测及弱光检测等具体问题进行深入研究，探明系统的性能及探测极限范围。

8月24日-9月1日，进行相关集成氮化硅波导的光学非线性测试表征工作，重点研究氮化硅波导是否存在二阶及以上光学非线性，如果有，将深入定量研究各种因素（包括偏振，能量、温度等）对其光学非线性的影响。

9月2日-9月5日，对测试所得到的数据进行整理和相应的分析研究，与理论计算进行对比拟合。

9月6日-9月9日，与根特大学光子组有关几位教授深入讨论下一步工作的研究方向及今后合作内容，返程。

往返航线

去程：福州--北京--布鲁塞尔；回程：布鲁塞尔--北京--福州。

本次出访

经费来源

（须写明该经费的项目名称和经费卡号，卡号含部门编号和项目编号，编号之间用“—”隔开）

校科技发展基金（2018年设）0000-660000

本次出访

费用估值

（元人民币/团组，

申请人估算）

22000元人民币

邀请

单位

简介

根特大学是一所历史悠久的大学，该校在微电子、光电子方面的研究处于领先地位，现在该校已经是荷比卢三国高等教育和科研领域最具声望的高等学府之一。由Roel Baets教授领导的光子研究组隶属于根特大学工学院信息技术系，其拥有的实验室作为比利时微电子研究中心（IMEC）的附属实验室，多年来致力于硅基纳米光子学、异质集成、光通信、光子生化传感等前沿领域的研究，该组承担了包括FP7项目ActPhast、PLAT4M、 Cando、Pocket、 H2020项目TOPHIT,、TeraBoard、PIX4Life、MIRPHAB 、Phresco等在内的多个大型欧盟项目，在学术界享有极高的声誉。光子研究组拥有R.Baets、P. Bienstman、W. Bogaerts、B. Kuyken、N. Le Thomas、 G. Morthier、G. Roelkens、D. Van Thourhout八位全职教授，以及80名左右的博士后、博士研究生以及技术支持人员。

出访人员名单（含领队）

王凌华（仅一人）

出访国家（地区）

比利时

实际

出访时间

2018年08月10日

至    2018年09 月09日

实际出访路线

去程：福州-北京-布鲁塞尔-根特；回程：根特-布鲁塞尔-北京-福州

出访任务

集成氮化硅波导光学非线性的实验研究

出

访

成

果

报

告

8月10日-8月19日，启程，与根特大学光子组几位教授及博士就国际上集成氮化硅波导在光学非线性方面的研究热点及最新研究进展充分交换了看法，就波导非线性参数的有关测量方法、测试系统的搭建等具体问题进行了可行性讨论和论证，在此基础上制定了合理的实验方案。之后对实验仪器进行预约，着手搭建系统。

8月20日-8月25日，初步完成测试系统搭建工作，该系统在波导输入、输出端均采用1550nm单模透镜光纤与之进行耦合，输入端的光源为CW连续可调光源或fs脉冲激光光源，偏振采用偏振控制器进行控制。输出端的光谱探测采用可见光波段光谱分析仪，功率探测采用fJ级高灵敏度硅光电探测器。在输出端为了滤除1550nm的基频光，采用了1550nm单模光纤对接800nm单模光纤的方案。此方案的优点在于简易可行，缺点在于损耗较大。在此基础上，对待测集成氮化硅波导芯片进行了对准耦合，评估了波导损耗（~1dB/cm）及端面耦合损耗(~7dB/facet)的大小。

8月26日-9月3日，对集成氮化硅波的光学非线性进行了进一步深入的测试表征。光谱研究清楚表明，我们所制备的集成氮化硅波导芯片存在明显的光学三倍频效应。简单来说，通过有效耦合1550nm波长的光进入波导，可以在波导输出端测量得到波长在510nm左右范围的光，此输出光为绿光所在波长范围，且肉眼清晰可见。为了得到输入泵浦光能量和输出倍频光能量的定量关系，我们通过改变输入端的耦合系数，反复多次对二者的关系进行测量。理论上，二者之间应为严格的三次方的指数关系。但实验过程中总是出现偏差，对数关系下的斜率仅为2.0~2.5。在这个科学问题上与Bart教授及Koen博士进行多次探讨并反复改进实验系统。最终确定将输出端的光纤替换成多模光纤接收以增加倍频光的能量耦合，并在光探测器之前将光纤中传输的光转变成空间光传输，利用光滤波片增加对基频光和杂散光的滤除。最终在改进方案下，有效提高了泵浦光能量和输出倍频光能量在对数关系下的拟合斜率（~3.2），由此定量确定了我们所制备的氮化硅波导的三次谐波效应。利用CW连续可调光源以及硅光电探测器的高灵敏度，仅在~14dBm左右的输入功率下，我们就探测到了氮化硅波导的三次谐波信号。实验还发现环境温度以及偏振效应，均对三次谐波效应具有明显影响。

9月4日-9月6日，对测试所得到的数据进行整理和相应的分析研究，与理论计算进行对比拟合。

9月7日-9月9日，与根特大学光子组有关几位教授深入讨论下一步工作的研究方向及今后合作内容，返程。

除了以上科学研究，于停留期间，协调安排系副主任王少昊副教授与Bart教授进行了视频会议，双方就研究热点及存在的问题进行了良好深入的交流和沟通，确定了今后加强合作研究的方向和内容，并寻求机会联合申请国际合作项目。我们将在合适的时机邀请根特大学和IMEC有关教授访问我校。

总之，实验研究开展卓有成效，对今后深入合作研究极富建设性。

该团组已进行事后公示。（对外处公章）　　　　　　　　　　　　　（领队签字）

年    月    日

遵守外事纪律情况（含意见和建议等）：

在外期间，严格遵守当地法律法规。由于实验工作繁忙，大部分时间均在实验室及办公室度过，无多余外出。由于根特大学和欧洲微电子研究中心IMEC在微电子科学与技术领域的研究居于世界领先水平，建议我校在筹建微电子学院的大背景下，通过各种渠道加强与上述机构的合作交流，借鉴他们发展的宝贵经验，提高我校在信息技术和微电子领域的研究和教学水平。