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磷化銦基集成高速光開關(guān)芯片

本項(xiàng)目主要開展納微結(jié)構(gòu)體系光子帶隙的設(shè)計(jì)、納微結(jié)構(gòu)體系的光學(xué)非線性效應(yīng)、光波傳播動(dòng)力學(xué)以及光控光操作應(yīng)用等方面的研究，發(fā)展在介觀尺度下調(diào)控光子傳輸行為的新效應(yīng)、新原理與新技術(shù)。已在Physical Review Letters、Optics Letters、Applied Physics Letters和Optics Express等國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文30余篇。其中有關(guān)鐵鋯雙摻鈮酸鋰晶體的相關(guān)成果被《Science Archived》收錄，有關(guān)非傳統(tǒng)偏壓配置條件下各種非線性光子學(xué)晶格的制備

一、產(chǎn)品簡介      光無源器件是光纖通信設(shè)備的重要組成部分。它是一種光學(xué)元器件，也是其它光纖應(yīng)用領(lǐng)域不可缺少的元器件。該實(shí)驗(yàn)儀重點(diǎn)介紹了常用的光無源器件的相關(guān)參數(shù)及測(cè)試方法，主要包括光纖轉(zhuǎn)換器、光纖變換器、光纖耦合器，光纖隔離器、光纖衰減器、WDM等器件的參數(shù)的測(cè)試原理及測(cè)試方法。幫助學(xué)生直觀的了解各種光無源器件的性能，從而更準(zhǔn)確的使用不同器件進(jìn)行光纖通信方面實(shí)驗(yàn)。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容  1、光纖轉(zhuǎn)換器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  2、光纖變換器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  3、光纖耦合器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  4、光纖隔離器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)  5、波分復(fù)用器和解復(fù)用器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  6、可調(diào)光纖衰減器測(cè)試實(shí)驗(yàn)  7、光纖機(jī)械光開關(guān)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)  8、光纖偏振控制器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)  9、光纖偏振分束器（PBS）性能能參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn) 三、實(shí)驗(yàn)配置參數(shù) 1、光源：波長1310±20nm，1550±20nm；輸出功率：1-2.5mw，連續(xù)可調(diào)；輸出端口：FC/PC；穩(wěn)定性＜0.5db（5h）；光源類型：LD光源； 2、光功率計(jì)：波長范圍800-1700nm；輸入接口：FC 校準(zhǔn)波長：1550nm,1310nm； 3、偏振控制器：插入損耗＜0.05dB；消光比＞40dB；回波損耗＞65dB； 4、光纖機(jī)械光開關(guān)：插入損耗：1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ，P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波損耗＞50dB ；開關(guān)速度：≦8ms ； 5、高隔離度光纖隔離器：最大插入損耗：0.35dB ；回波損耗：≧50dB ；隔離度：≧30dB ； 6、光纖耦合器：分光比：50% : 50% ；最大插入損耗1310/1550: 3.3dB ; 7、光纖波分復(fù)用器：隔離度：1310nm ：31.8% ；1550nm ：34%；插入損耗：1310nm ：0.30%；1550nm ：0.34% ； 8、光纖可調(diào)衰減器：0-30db可調(diào)； 9、配置：光纖光源，光纖光功率計(jì)、光纖耦合器、光波分復(fù)用器、光纖偏振控制器、光纖偏振分束器，可調(diào)衰減器、光纖隔離器、光纖機(jī)械光開關(guān)、法蘭盤、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及實(shí)驗(yàn)錄像光盤等。 四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解光連接器及其原理、種類，實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行連接器參數(shù)測(cè)量； 2、掌握光纖偏振控制器工作原理，實(shí)驗(yàn)操作單模光纖偏振狀態(tài)控制； 3、了解光纖耦合器用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作測(cè)量耦合器特性參數(shù)測(cè)量； 4、了解光纖隔離器用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作光纖隔離器特性參數(shù)測(cè)量； 5、了解光纖光開關(guān)用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作光纖光開關(guān)特性參數(shù)測(cè)量； 6、了解光波分復(fù)用器（WDM）的原理與意義，操作雙波長波分復(fù)用（WDM）的原理性實(shí)驗(yàn)；

光伏組件生產(chǎn)仿真實(shí)訓(xùn)讓學(xué)員以車間技術(shù)人員的身份參與晶硅光伏組件的生產(chǎn)工作。學(xué)員按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)流程操作車間生產(chǎn)設(shè)備、檢測(cè)生產(chǎn)樣品以及了解生產(chǎn)車間的運(yùn)作與問題返工流程。 一.1.1. 場(chǎng)景設(shè)計(jì) 場(chǎng)景由組件生產(chǎn)車間、材料準(zhǔn)備區(qū)、固化房、分選檢測(cè)區(qū)組成。場(chǎng)景素材從多個(gè)真實(shí)工廠采集而來，高保真還原車間設(shè)備與生產(chǎn)流程 場(chǎng)景模型主要包括：流水線傳送帶、全自動(dòng)玻璃吸附機(jī)、EVA自動(dòng)鋪設(shè)機(jī)、串焊機(jī)、排列機(jī)、自動(dòng)緩存機(jī)、EVA/TPT裁剪鋪設(shè)機(jī)、EL檢測(cè)儀、層壓機(jī)、全自動(dòng)修邊機(jī)、翻轉(zhuǎn)檢查機(jī)、全自動(dòng)裝框機(jī)、灌膠機(jī)、全自動(dòng)固化房、絕緣檢測(cè)儀、組件IV分選檢測(cè)儀、電烙鐵。材料模型包括：鋼化玻璃、EVA、TPT、焊帶、156多晶太陽電池片、鋁合金邊框、玻璃膠、接線盒、助焊劑、MC4接頭等... 一.1.2. 互動(dòng)設(shè)計(jì) 第一人稱視角控制主角場(chǎng)景漫游，學(xué)員可以在三維空間中自由活動(dòng)和觀察場(chǎng)景中的物體。 主角走到生產(chǎn)線相關(guān)崗位內(nèi)，出現(xiàn)信息提示，點(diǎn)擊彈出全息UI，動(dòng)態(tài)圖文與人工智能語音相結(jié)合提示關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn) 與車間工程師對(duì)話了解生產(chǎn)相關(guān)知識(shí) 學(xué)員可操作車間里的檢測(cè)設(shè)備，發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行問題組件返工。

本發(fā)明涉及光伏并網(wǎng)逆變器技術(shù)領(lǐng)域。包括由功率電路組成的功率逆變單元和逆變控制單元兩部分，功率逆變單元主要包括輸入EMI 濾波電路、交錯(cuò)并聯(lián) Boost 升壓電路、采用混合器件的全橋逆變電路、輸出并網(wǎng)濾波電路，逆變控制單元主要包括電網(wǎng)相位檢測(cè)電路、采樣電路、及控制器。本發(fā)明采用雙級(jí)結(jié)構(gòu)，前級(jí)采用交錯(cuò)并聯(lián) Boost升壓，減小了電流的波動(dòng)，降低了輸出電壓紋波；后級(jí)逆變單元采用混合功率器件，有效減小了逆變損耗，提高系統(tǒng)效率

本成果以原有的直寫型3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)于現(xiàn)有3D打印技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)，實(shí)現(xiàn)簡便，高效的微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑技術(shù)。實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)納米晶器件的高效構(gòu)筑，進(jìn)一步提升器件的光溢出效率。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 成果源于國家自然科學(xué)基金“異價(jià)摻雜量子點(diǎn)的合成、聚合物基復(fù)合塊體3D打印制造與性能研究”，項(xiàng)目編號(hào)51872030。本成果以原有的直寫型3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)于現(xiàn)有3D打印技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)，實(shí)現(xiàn)簡便，高效的微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑技術(shù)。實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)納米晶器件的高效構(gòu)筑，進(jìn)一步提升器件的光溢出效率。傳統(tǒng)發(fā)光器件由于器件材料的折射率高于空氣，光從器件內(nèi)部向空氣傳播時(shí)，部分光會(huì)在器件的內(nèi)表面發(fā)生全反射，從而無法實(shí)現(xiàn)高效的光溢出效果。2017年，Nature Photonics上報(bào)道的塊體熒光器件內(nèi)部發(fā)出的光大量的在器件邊緣聚集（75%），正面與背面光溢出量的總和僅僅為25%(Nature Photonics, 2017,11,177-185.)。本成果以器件內(nèi)部微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑為基礎(chǔ)，通過微結(jié)構(gòu)在器件內(nèi)部的全反射界面構(gòu)筑，改變光在材料內(nèi)部的傳輸路徑，實(shí)現(xiàn)器件正面的光溢出效果增強(qiáng)。 本專利的高光溢出效果可以廣泛的應(yīng)用于激光器、LED照明領(lǐng)域，提升能源利用效率。目前本專利可以將塊體材料單側(cè)約為~25%的溢出效率提升至~80%，約為3.2倍的提升。保守估計(jì)將此技術(shù)用于實(shí)際器件中，可以實(shí)現(xiàn)2倍以上的提升，這就意味著對(duì)于能源的消耗可以降低至原有的50%。照明約占全球能源消耗的15%-19%，全球溫室氣體排放的5%-6%。據(jù)統(tǒng)計(jì)2021年，全球照明市場(chǎng)總市值達(dá)到8089億元。照明技術(shù)是任何一個(gè)國家與地區(qū)都不可或缺的，高效的照明技術(shù)不僅可以為解決全球的能源危機(jī)提供有效解決途徑，同時(shí)為減少碳排放作出巨大貢獻(xiàn)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

學(xué)諧振子在現(xiàn)代科技和生活中具有廣泛的應(yīng)用，大到引力波探測(cè)裝置，小到我們身邊的手機(jī)，涉及傳感、變頻、濾波等重要器件。一般的諧振子器件是互易的，即器件內(nèi)部或者兩個(gè)器件之間的聲子傳遞和方向無關(guān)。而非互易的諧振子器件對(duì)于全雙工聲子信號(hào)收發(fā)、聲子隔離等有著非常關(guān)鍵的作用，甚至還可以用來對(duì)熱能進(jìn)行單向傳遞，使冷的物體更冷，熱的物體更熱。圖a，基于光力相互作用的非互易聲子耦合機(jī)制。b，通過控制激光相位，聲子隔離度±30分貝連續(xù)可調(diào)。 光力學(xué)是光學(xué)和力學(xué)相結(jié)合的新興科研領(lǐng)域。光力相互作用可以用于光學(xué)和力學(xué)模式的精密調(diào)控和測(cè)量，有著重要的物理意義和實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)工作中的光力學(xué)系統(tǒng)由超高品質(zhì)因子的氮化硅納米薄膜和高精細(xì)度光學(xué)腔構(gòu)成。激光將聲子從納米薄膜的一個(gè)諧振模式轉(zhuǎn)化為光子，再變回另一個(gè)諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應(yīng)互相干涉，使聲子傳遞增強(qiáng)或者減弱。通過控制激光相位，實(shí)現(xiàn)了聲子隔離度在±30分貝范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)（如圖所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他們通過拓?fù)洳僮鲗?shí)現(xiàn)了瞬態(tài)的非互易聲子傳遞，而在最新的工作中，他們通過光力相互作用產(chǎn)生了聲子模式間靜態(tài)的非互易耦合，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的非互易聲子傳遞。

光伏組件質(zhì)量檢測(cè)仿真實(shí)訓(xùn)讓學(xué)員在虛擬場(chǎng)景中學(xué)習(xí)根據(jù)IEC61215標(biāo)準(zhǔn)使用各種檢測(cè)設(shè)備對(duì)組件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，從而了解組件的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)以及發(fā)現(xiàn)組件典型缺陷。 一.1.1. 場(chǎng)景設(shè)計(jì) 根據(jù)IEC61215檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)18個(gè)檢測(cè)場(chǎng)景，包括： 1 組件外觀檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 2 最大功率檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 3 絕緣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 4 溫度系統(tǒng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 5 標(biāo)稱工作溫度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 6 STC和NOCT下的性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 7 低輻照度下的性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 8 室外曝曬試驗(yàn)場(chǎng) 9 熱斑耐久試驗(yàn)室 10 紫外線試驗(yàn)室 11 熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)室 12 濕凍試驗(yàn)室 13 濕熱試驗(yàn)室 14 牽引力實(shí)驗(yàn)室 15 濕漏電實(shí)驗(yàn)室 16 機(jī)械載荷實(shí)驗(yàn)室 17 冰雹撞擊實(shí)驗(yàn)室 18 旁路二級(jí)管試驗(yàn)室 場(chǎng)景模型主要包括：實(shí)驗(yàn)室建筑場(chǎng)景、外觀檢測(cè)臺(tái)、156多晶光伏組件、組件箱、工作臺(tái)、電腦、組件支架、IV檢測(cè)儀、EL檢測(cè)儀、高低溫濕熱交變?cè)囼?yàn)箱、濕漏電流測(cè)試儀及噴淋試驗(yàn)箱、鹽霧腐蝕儀、紫外老化試驗(yàn)箱、機(jī)械載荷試驗(yàn)機(jī)、旁路二極管熱性能試驗(yàn)儀、落球沖擊測(cè)試裝置、環(huán)境檢測(cè)儀、室外環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、直流電源、萬用表、光度計(jì)、數(shù)碼相機(jī)等...