推荐国家技术发明奖

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1、2016年度推荐国家技术发明奖候选项目公示我单位推荐该项目申报2016年度国家技术发明奖，特公示，公示期：2016年1月4日至2016年1月13日，公示期内如对公示内容有异议，请您向中国科学院半导体研究所成果管理与转化处反映。联系人及联系电话：联系人:张利锋电话：010-82304204邮箱:lfzhang@semi.ac.cn附:公示内容项目名称:激光器阵列集成技术及应用主要完成人:祝宁华，刘建国，陈向飞，马卫东，刘宇，陈伟项目简介:光电子器件技术是支撑“宽带中国”等国家发展战略和“宽带网络”等重点

2、任务的关键技术，也是现代武器装备如相控阵雷达、电子对抗和空间通信网络的核心，实现光电子器件的自主可控是我国信息安全和国防战略安全的重要保障。由于信息通信技术的广泛应用和各种新业务的不断出现，网络容量的增长速度已经可以和集成电路（IC）的摩尔定律相比拟，预计到2020年左右我国骨干网的容量将达Pb/s量级。网络容量如此快的增长速度对光通信骨干网的传输和信息处理能力提出了极大的挑战。目前由分立光电子器件构建的光网络设备正越来越难以适应网络容量的飞速发展，光电子器件向多功能集成化发展已经成为世界各国共识，业

3、界一致认为“光电子集成”是解决通信容量和能耗问题的关键，欧美发达国家通过布局各种研发计划（如奥巴马2014年宣布启动集成光电子研发平台计划），突破并掌握了光电子集成的设计、制备以及封装等关键技术。中科院半导体研究所、南京大学、武汉光迅科技有限公司多年来致力于国产微波光子集成技术研究，获得美国发明专利授权2件，国家发明专利8件，牵头起草并公开行业标准4项，牵头起草行业科技报告2份。具体技术发明如下：发明点1：发明了一种“重构-等效啁啾(REC)光栅技术,从而使激光器阵列芯片制备的难度降低2个数量级，解决

4、了激光器阵列芯片制备过程中波长难以对准的难题,降低了芯片制备的成本；发明点2：发明了一种集成阵列芯片的三维封装的方法，将二维平面微波封装电路拓展到了三维空间，解决了光子集成芯片封装过程中所面临的空间狭小的问题。基于专利技术研发的集成光收发模块用于华为、中兴、谷歌等知名公司系统设备中，近三年直接经济效益近5.8亿人民币，并在国防高技术项目中获得了应用。发明点3：由于AWG和激光器阵列之间存在模场失配和对接耦合问题。传统AWG波导切割存在崩边现象，导致插损严重。发明了阵列波导光栅的切缝方法，减小了芯片切缝

5、处的崩边，保证切割后缝的内侧壁光滑与平整，将插入损耗降低了3dB，大幅度提高了集成芯片耦合效率。基于上述发明专利技术，研制成功高速集成激光器阵列模块、耦合腔窄线宽激光器、光子集成微波源，并实现了产业化推广和应用，近三年创造直接经济效益近5.8亿元，相关产品在航天五院，中电29所，中电34所等承担的重要国防任务中获得了应用，为实现高等级核心光电子集成元器件的自主可控提供了保障。客观评价:美国麻省理工学院（MIT）M.Watts教授在在2013年采用REC技术研制出波长间隔误差精度达到0.01nm的硅基阵

6、列光集成器件【Opt.Lett.38,4002(2013)】，并于2014年把等效相移应用于硅基激光器阵列【US20140269800Al】，该申请专利更说明，“采用光刻技术实现高质量激光器阵列是一个极大的挑战，几乎难以实现，等效相移技术是有效解决方案之一，以此获得了波长间隔线性度误差小于0.03nm的高均匀性硅基激光器阵列”。采用REC技术，美国工程院院士Smith教授等在2012年实现了一种新型硅基集成滤波器【IEEEPhoton.Technol.Lett.24,25(2012)】；加拿大工程院院

7、士、IEEE和OSA会士渥太华大学J.P.Yao教授等研制了一种半导体激光器阵列【Opt.Express21,19966(2013)】；OSA会士美国德州大学奥斯丁分校J.L.Cheng教授等实现了基于REC技术的边耦合DFB半导体激光器及阵列【Opt.Express21,26936(2013);Electron.Lett.50,1303(2014)】；中电集团34承担了相关空间站有效载荷中数据传输的任务，需要上千路激光收发组件，对系统的体积、功耗都带来了严峻的挑战，传统分立器件方案不能满足需求，采用

8、中国科学院半导体研究所提供的4×10Gb/s的集成光收发模块，进行了系统测试，与分立器件相比，可以将体积降低1/3，功耗降低1/2。34所认为该集成器件的研制成功，为本空间站航天任务的顺利实施提供有利保障。推广应用情况:1．应用情况(1)项目及时将专利及成果的自主知识产权优势落实到具体产品上,根据高速光信息系统对集成光电子器件的要求，研制了一系列集成收发模块，如4×10Gb/s，4×25Gb/s的集成数字光发射模块，制定了4项相关行业标准，并实现规模化生