[00105304]面向高速光信息处理高采样率、高量化分辨率模数转换关键技术研究

　　该项目研究光子晶体光纤（PCF）、硅基混合波导/微谐振腔非线性及在全光模数转换方面的应用。同时开展了 PCF、硅基混合波导/微谐振腔在拉曼散射（CARS）显微谱学、脉冲压缩、超连续谱（SC）产生等方面的应用研究。
　　PCF 非线性及应用：（1）利用四波混频（FWM）和表面非线性偏振，在 334。5 nm 至 306 nm 的范围内产生了二次谐波；（2）利用基模与二阶/三阶模之间的相位匹配，将以基模传输的泵浦能量转换至以二阶/三阶模传输的反斯托克斯/斯托克斯波；（3）利用级联 FWM，在 430 nm 至 472 nm 的范围内产生了光谱分立的第二级反斯托克斯波；（4）将在可见光/近红外波段产生的反斯托克斯/斯托克斯波作为光源应用于 CARS 显微谱学；（5）提出了基于微米光纤耦合器的高灵敏度氨气传感方案。
　　硅基波导非线性及应用：（1） 首次建立了较完善的分数阶微环微分器理论模型；（2）提出了基于微环内逆喇曼散射的可调分数阶微分器方案；（3）设计了硅/硫族化物水平槽型锥波导，在反常色散区，输入 1 ps 的脉冲被自相似压缩至 81。5 fs；（4） 设计了色散渐减和非线性渐增的锥形硅纳米线，在正常色散区，分别在 1550 nm 和≥2100 nm 波段产生了抛物线自相似脉冲；（5）设计了反锥形硅基脊形波导，在反常色散区，输入 1 ps 的脉冲被自相似压缩至 57。29 fs；（6）设计了悬臂梁结构的硅/锗波导，在 1。96 μm 至 12 μm 波段产生了多倍频程、高相干 SC 和频率梳；（7）分别提出了利用微盘进行折射率/温度测量和利用双层介质加载表面等离子体微环进行生化传感的方案。
　　全光模数转换：（1）提出了基于硅/纳米晶槽型结构的 2-bit 全光频率量化方案；（2）利用硅/有机物槽型结构中增强的交叉相位调制，实现了信噪比为 23。42 dB、有效量化比特率（ENOB）为 3。89-bit 的全光量化；（3）提出了基于硅/硫族化物槽型结构中产生 SC 实现全光量化的方案；（4）利用硅/硫族化物槽型结构中的孤子自频移，实现了 ENOB 为 2。68-bit 的全光量化。
　　PCF、硅基混合波导/微谐振腔非线性及在全光模数转换、CARS 显微谱学、脉冲压缩等方面的应用研究可有效地推动新型光电子功能器件的发展，从而为高速全光信号处理等相关领域的研究开辟新路径。