光電子：２１世紀最具魅力朝陽產(chǎn)業(yè)

半導體，計算機與原子能等重大發(fā)明，翻開了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，能源動力，通信及信息，處理，醫(yī)療衛(wèi)生，軍事科技，文化藝術等領域嶄新篇章。在人們的日常生活中，電腦、電視、電話、磁卡……微電子扮演了不可或缺的角色。

光電子產(chǎn)業(yè)包括信息光電子、能量光電子、消費光電子、軍事光電子、軟件與網(wǎng)絡等領域。光電子技術不僅全面繼承兼容電子技術，而且具有微電子無法比擬的優(yōu)越性能，更廣闊應用范圍，光電子產(chǎn)業(yè)成為21世紀最具魅力的朝陽產(chǎn)業(yè)。

科學家預言，隨著光電子潛力的發(fā)掘，這一行業(yè)的產(chǎn)值將在2010年達到50000億美元，成為21世紀最大產(chǎn)業(yè)。

新型液晶顯示器背光源制備及全色顯示器研究

項目簡介：該項目合成了高效且寬帶光譜的白光材料（Zn(BTZ)2），確定其光致發(fā)光主峰及范圍；制備了兩類新型單一發(fā)光層的白色有機電致發(fā)光器件（OLED）：摻雜型Zn(BTZ)2器件和混合型LPPP器件；進行了器件發(fā)光性能研究，研究了產(chǎn)生白光的激發(fā)過程和提高效率的途徑；進行了器件用于液晶顯示的背光源的研究，做出兩類較大面積均勻的背光源，達到可使用水平；將器件與光學濾色片結合得到全色顯示，測量了所得三基色發(fā)光強度、色度與光譜，混色后獲彩色光；進行了柔性OLED研究，并做出相應的器件。

超高亮LED

"項目簡介：超高亮LED是指用四元系材料AlGaInP生產(chǎn)的紅、橙、黃色超高亮度LED和用四元系材料AlGaInN（亦稱為GaN基材料）生產(chǎn)的藍色、綠色、紫色和紫外光超高亮度LED。產(chǎn)品的主要技術性能如下：超高發(fā)光強度，Iv最高可達10cd以上。比傳統(tǒng)LED的光強高出幾十倍，可作為小型照明光源。發(fā)光顏色全：包括紅、黃、綠、藍、白、紫等可見光區(qū)域的各個波段，"波長λD：400～660nm。功耗小：作為照明光源，超高亮LED與傳統(tǒng)光源相比，功耗僅為傳統(tǒng)光源的十分之一?？轨o電能力強，GaN基LED的ESD值為500V以上。指向性好，半強度角θ1/2可達120度以上。

LED非點陣大面積平面發(fā)光技術

項目簡介：LED非點陣大面積平面發(fā)光技術術采用了先進的半導體光源、獨特的光學設計和工藝材料，形成高效導光系統(tǒng)，制成了平板化、大面積、均勻發(fā)光的器件。該成果工作原理正確，思路新穎，選材科學，在國內(nèi)率先實現(xiàn)了LED由點光源向大面積平面光源的轉換，具有創(chuàng)新性，達到了國內(nèi)先進技術水平。

網(wǎng)絡直聯(lián)式農(nóng)藥殘留測定儀及分布式監(jiān)控系統(tǒng)

項目簡介：該課題針對農(nóng)藥殘毒速測儀的應用環(huán)境和政府對農(nóng)藥殘毒進行監(jiān)測的需求專門設計簡便可靠的農(nóng)藥殘毒速測儀，并采用新型半導體光源，不需要濾光片，避免了使用傳統(tǒng)的鹵素燈加慮光片作為光源，光源壽命短而且濾光片容易長霉的缺點，而且能夠達到快速檢測的功能，1分鐘可完成檢測，可即時輸出檢測數(shù)據(jù)并能保存歷史數(shù)據(jù)，并集成圖形點陣液晶顯示屏、具備高速微型打印機、大容量存儲器。

意義：該課題研制的網(wǎng)絡直聯(lián)式農(nóng)藥殘留測定儀及分布式監(jiān)控系統(tǒng)靈敏度高、穩(wěn)定性好，檢測結果準確可靠，完全滿足了農(nóng)殘檢測需要，其質(zhì)量和性能在國內(nèi)同類產(chǎn)品中居領先水平。

貼片式大功率LED信號燈

項目簡介：該項目是一項采用貼片式大功率LED光源，綜合了光學設計、結構設計以及電子設計的新型交通信號燈產(chǎn)品。采用新材料、新光源，生產(chǎn)工藝簡單，提高了發(fā)光效率，降低了能耗。在光學設計上打破傳統(tǒng)LED一一對應的配光方式，采用反射與折射相結合、聚散結合、光束重組的方式，達到利用率高、均勻性好的特點，無以往信號燈產(chǎn)品易產(chǎn)生暗斑這一致命缺陷。由于整燈光源管數(shù)小，因此其生產(chǎn)工藝比之普通LED信號燈大大簡單。能容許較大范圍的電流，能適應不太穩(wěn)定的電網(wǎng)波動。既保證了散熱效果，又保證了密封性能，較好的解決了兩者矛盾。使用壽命長，免于維護。

1W聚光型白光功率半導體發(fā)光二極管

項目簡介：聚光型白光功率半導體發(fā)光二極管結構主要是由功率型LED芯片、熱沉底座和光學系統(tǒng)組成，藍色發(fā)光芯片裝于散熱良好的引線框架上，光學透鏡覆蓋芯片上形成一定的光學空間分布，同時保護芯片，透鏡與芯片之間填充柔性硅膠以保護芯片和金絲。該項目采用蘭色芯片上涂覆YAG熒光粉，通過混光后產(chǎn)生白光，制備方法比較簡單，成本也相對較低。

意義：功率型超高亮LED是一種高效的環(huán)保的綠色固體光源，具有壽命長，功耗小，亮度高，低維護等特點，將取代白熾燈和熒光燈等傳統(tǒng)玻殼照明光源。

一種自動調(diào)節(jié)光亮的數(shù)碼攝像頭

項目簡介：該成果公開了一種自動調(diào)節(jié)光亮的數(shù)碼攝像頭。其技術方案的要點是，數(shù)碼攝像頭主體是一個“⊥”字形結構，在其兩側安裝發(fā)光二極管以照射光亮，光源感光器安裝在上部，機芯內(nèi)部加入一個光亮度調(diào)節(jié)器，由于自帶光源，因此能在沒有光亮的環(huán)境下，可以正常攝取被拍攝人物的影像。數(shù)碼攝像頭體積小，重量輕、耗電省、壽命長，制造成本低，經(jīng)濟實用，便于在網(wǎng)吧，學校，家庭和辦公環(huán)境中使用。

分子基和有機/無機復合光電子材料的設計、合成及應用

項目簡介：該項目的實施包括從配體、配合物的設計、合成與篩選，無機和有機材料的制備與功能團的修飾、結構確定、光物理性質(zhì)、光致和電致發(fā)光研究以及分子組裝及材料的應用開發(fā)。其設計合成羥基、雙鍵或炔基等配體與金屬銅、鋅、金、鉑形成的單體、多核和高聚物分子基光電子材料，通過進行X射線衍射結構確定、光致和電致發(fā)光測定、發(fā)射和猝滅與環(huán)境的關系研究、激發(fā)光譜和瞬態(tài)時間分辨吸收光譜測定，來探討發(fā)生的起源、激發(fā)態(tài)的結構、收買、譜學規(guī)律以及電荷轉移和能量轉移規(guī)律。

意義：在此基礎上，設計和合成出高量子效率，有較佳應用價值的發(fā)光材料。

激光與光電子技術在生物組織光學特性測量中的應用及其醫(yī)用新技術

項目簡介：該項目主要內(nèi)容包括：創(chuàng)建生物組織光學新體系，開拓人體組織光學性質(zhì)的新測定方法和新技術。激光熒光法肺癌定位的彩色視頻圖像技術與系統(tǒng)，采用“共軸微光－熒光肺癌診斷和定位儀器”技術，研制激光熒光法肺癌定位彩色視頻圖像裝置。激光血管外照射技術與儀器，開拓激光血管外照射治療技術，完成治療用激光劑量參數(shù)的活體測量，研制半導體激光治療機。

意義：組織光學體系獨創(chuàng)性的構建與論述以及測定人體組織光學性質(zhì)的新方法與新技術，為開拓激光技術在醫(yī)學領域的新應用建立了基礎?！凹す鉄晒夥ǚ伟┒ㄎ坏牟噬曨l圖像裝置”實現(xiàn)了肺癌早期診斷與實時定位。

可協(xié)變硅絕緣襯底上生長寬禁帶半導體碳化硅外延材料及器件制備

項目簡介：該項目屬新材料領域的半導體新型基底晶體材料，是在非晶層上的納米晶體薄膜上，制備寬禁帶半導體碳化硅外延薄膜。其核心技術是采用低維化的納米晶體薄膜其晶格常數(shù)的可協(xié)變性，來提高其上生長的外延薄膜的晶體質(zhì)量。該項目技術思想具有重大的原始創(chuàng)新性，屬于國際領先的技術。項目正在開發(fā)自主知識產(chǎn)權的核心專利。項目將解決在價格低廉的硅可協(xié)變基底上，生長稀有半導體如碳化硅等寬禁帶材料。項目將推動我國在高頻、高溫、大功率和紫外光電子等領域的發(fā)展。

意義：該項目的可協(xié)變硅襯底技術，可以大幅度提高傳統(tǒng)硅襯底材料的附加值；在其上生長的碳化硅等寬禁帶半導體材料，在高頻、高溫、大功率、及藍光和紫外光電子領域有廣泛應用。

HWD11201多功能溫控系統(tǒng)MTCS數(shù)據(jù)采集電路

項目簡介：HWD11201多功能溫控系統(tǒng)MTCS數(shù)據(jù)采集電路是一小型、安全、精密的單片溫度控制電路。其功能完善，具備有：9600bit/s固定波特率的通信串口，與HWD1709數(shù)字編碼感溫電路專用單總線口，內(nèi)部模糊處理邏輯塊，高低溫報警觸發(fā)器，一個基準壓源、一個8位的A/D轉換器以及內(nèi)部邏輯控制電路。該片可完成溫度控制、報警輸出的全部控制功能。它主要用于珀爾帖效應模塊的控制。它可維持±0.35°C"的溫度穩(wěn)定性，具備電壓超限保護。主要應用于激光器、半導體激光二極管、EDFA光放大器以及各類環(huán)境控制、過程監(jiān)控系統(tǒng)中。

意義：該電路的需求量較大，應用前景廣泛。目前，"半導體激光器的應用覆蓋了整個光電子學領域，全世界的激光器市場每年的份額達數(shù)百億美元。其技術已成為當今光電子科學的核心技術，在工業(yè)、醫(yī)療、信息顯示等領域具有廣泛的應用前景，對軍事領域的跟蹤、制導、武器模擬、點火引爆、雷達等諸多方面更具有重要作用。

新型光電化學太陽能電池

"項目簡介：新型光電化學太陽能電池是上個世紀90年代初期出現(xiàn)的一類新型太陽能電池。本課題組研制出新型太陽能電池多種。電解質(zhì)材料的設計方面：采用聚乙二醇等作為溶劑在高溫下溶解I^-/I^(3-)電解質(zhì)，在室溫下固化。采用丙烯酸單體溶解電解質(zhì)，在催化劑作用下，室溫自交聯(lián)，形成固體電解質(zhì)。二氧化鈦多孔膜制備方面：采用水熱法生長出符合要求的二氧化鈦納米晶，通過酸處理，改善二氧化鈦納米多孔膜的表面結構活性；載流子傳輸機理方面：提出了空穴向?qū)﹃帢O（正極）的遷移是通過電子-離子氧化還原過程實現(xiàn)。在器件組裝方面：組裝了幾種光電化學太陽能電池。

意義：研究結果在新材料設計、新型半導體材料、光電功能材料、光電子學、光電子器件等方面具有重要的科學意義，在太陽能開發(fā)方面具有良好的應用前景。

新型GaAs基近紅外低維結構半導體光電材料與器件

項目簡介：該項目全面開展了GaAs基1.0-1.6微米材料生長、低維結構物理、激光器與探測器制備等研究工作，得到國家科技部、自然科學基金委、中科院創(chuàng)新工程等的支持，取得一系列具有國際反響的研究成果：GaAs基近紅外材料能帶結構、發(fā)光物理特性理論研究；GaAs基近紅外低維材料生長、發(fā)光物理特性實驗研究；GaAs基近紅外激光器和探測器實驗研究。上

意義：述研究成果標志著我國砷化鎵基近紅外光電子材料與器件研究水平進入世界先進行列。

SOI光波導單模條件研究及特殊功能光波導器件設計制備技術

項目簡介：該項目為SOI光子集成，它的首要問題是確定精確的單模傳輸條件、設計制備性能優(yōu)異的特種功能光波導器件結構、解決同單模光纖的高效率耦合以及縮小芯片尺寸提高集成度。單模傳輸條件是一切光波導器件設計的基礎，精確單模條件的獲得對于指導光波導器件的設計具有重要意義。

意義：該項目在SOI光子集成和光電子集成方面進行了系統(tǒng)而深入的研究工作，特別是在特殊功能新型SOI光波導器件的設計制備及大規(guī)模光子集成芯片研制方面，均有多項創(chuàng)新性成果，始終走在國際的前列。

大規(guī)模SOI光波導光開關陣列集成技術

項目簡介：該項目為研究性能優(yōu)異的光開關，它是實現(xiàn)高速大容量全光網(wǎng)的首要問題之一。該項目在國際上首次將模斑變換器和微型反射鏡集成到SOI光開關陣列中，首次研制成功了集成度為8×8和16×16"的SOI光波導開關陣列，其綜合技術指標在國際上處于領先地位，由于研制的SOI光開關陣列其制備工藝同目前發(fā)展十分成熟的微電子標準CMOS工藝完全兼容，因此制造成本非常低廉。

意義：與國際上已經(jīng)商用的MEMS光開關、聚合物及SiO2波導光開關相比，SOI波導光開關在開關速率、長期使用可靠性、制造成本方面具有很大的優(yōu)勢，特別是SOI波導光開關具備同硅基光電子器件，因此SOI波導光開關陣列的研制成功具有很大的技術推動意義。

多媒體高清晰教學及多用途背投顯示設備

"項目簡介：該項目采用高倍短焦鏡頭，使1.5米內(nèi)屏幕顯示100英寸，而且四角邊沿畫面清晰不變形；光學反光器件采用高尖端紫外線濾過技術，純色光達到90%以上，避免紫外線對人體及眼睛的傷害；高效節(jié)能電源、追光電子元件的開發(fā)，使500W的電源達到1500W的光效；光源發(fā)光持久，延緩衰減，使使用壽命從原來的1000小時延長到8000小時；自動溫控，預期達到自動調(diào)溫，使整機連續(xù)工作百小時以上無障礙。

意義：該顯示設備是是現(xiàn)代化建設必要設備，發(fā)展前景非常廣闊。

PON用突發(fā)式光模塊

項目簡介：該模塊主要包括BPON"ONU突發(fā)式光模塊、EPON"ONU突發(fā)式模塊、EPON"OLT突發(fā)式光模塊。該系列模塊主要應用于以PON（無源光網(wǎng)絡）接入技術為主的寬帶光接入網(wǎng)，從而實現(xiàn)光纖到戶。突發(fā)模式光收發(fā)模塊是PON系統(tǒng)中的物理層器件。BPON/EPON"ONU側的光模塊能夠迅速打開/開斷激光器。而OLT側的光模塊是要求能夠在短時間內(nèi)正確恢復不同ONU發(fā)送的不同功率的光信號。

意義：OLT模塊最關鍵的指標是突發(fā)接收時北京時間，光接收靈敏度、飽和光功率，及相鄰光信號所允許的動態(tài)范圍。

寬帶可調(diào)諧半導體激光器

項目簡介：該課題研究了四種基于InP材料的單片集成技術，實現(xiàn)了基于InP襯底的較靈活的能帶剪裁，為光電子器件的多功能單片集成打下了基礎；采用量子阱混雜技術，成功實現(xiàn)了75nm的量子阱帶隙波長藍移量，在此基礎上實現(xiàn)了取樣光柵分布布拉格反射寬帶可調(diào)諧激光器，在增益區(qū)電流為150mA時，激光器芯片的輸出功率達到了9mW，單模調(diào)諧范圍最高達41nm，寬帶可調(diào)諧激光器組件輸出功率大于0dBm；成功研制出一套基于LabVIEW軟件平臺的自動化的寬帶可調(diào)諧SG-DBR激光器波長測試控制系統(tǒng)，提出了一種利用輸出光的邊模抑制比，從調(diào)諧數(shù)據(jù)庫中篩選出激光器模式穩(wěn)定工作點的算法，應用該系統(tǒng)對研制的SG-DBR激光器進行大量實驗測試和波長查詢，實驗結果表明本系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、波長控制精度高，波長控制誤差不超過±0.02nm；還研制了可調(diào)諧半導體激光器的多路程控電流源，為寬帶可調(diào)諧激光器的實用化奠定了基礎。

CMOS圖像傳感器

項目簡介：該項目調(diào)整CMOS工藝和結構，設計出N型襯底的CMOS圖像傳感器，采用0.18um工藝，并成攻流片；襯底和外延層使用不同類型的半導體材料，構成一個PN結，在反偏時會在襯底和電荷收集區(qū)之間形成勢壘，阻礙襯底中的噪聲電荷通過外延層流向電荷收集區(qū)，抑制像素之間的串擾。在除感光單元陣列的外圍電路下注入深層的P阱或者N阱，防止襯底和外圍電路之間發(fā)生閂鎖效應；提出新結構的光電二極管來提高其量子效應、降低噪聲、提高光電子轉化效率；采用sensor架構，有效減少串擾；進行了顏色糾正；對A/D轉換器的結構進行調(diào)整，電路幾乎沒有靜態(tài)電量消耗。采用了高精度的A/D模塊、相關雙采樣(CDS)、FPN消除算法，能夠使圖像更為平滑。

紅外傳感全自檢光電保護裝置

項目簡介：該項目主要研究和解決了小型化的電子電路原理和結構、對接擴展技術—模塊化電路結構、提高檢測精度技術、保證適當檢測距離—保護長度的技術、抗干擾技術、濾波技術、光電子技術、光學技術、多種安裝技術、減振技術、安全可靠性能—全自檢技術等相關技術。通過解決了一系列問題，使成果技術達到了較高檢測精度，保證適當?shù)臋z測距離，全自檢安全可靠性能，安裝使用方便，外形小巧美觀，價格較為經(jīng)濟的市場期望。

意義：該項目技術成果的市場前景是相當廣闊和有生命力的。

硅基發(fā)光材料研究

項目簡介：該成果采用摻鈦化學腐蝕法成功制備了發(fā)光穩(wěn)定和發(fā)光均勻的多孔硅，采用H_2O_2催化方法制備了形貌更平整、細密、均勻的多孔硅。并通過對多孔硅在不同激光功率下的Raman光譜和光致發(fā)光譜的研究，發(fā)現(xiàn)當激光功率增大到某一值時，晶格畸變使多孔硅由線性轉變?yōu)楣庵路蔷€性材料，引起非線性吸收系數(shù)增大，導致光致發(fā)光譜的明顯增強。

意義：研究成果對于硅基發(fā)光材料的理論研究和應用基礎研究具有顯著的實際意義，對推動硅基光電子集成技術的發(fā)展具有重要意義。

單片集成光器件關鍵技術研究

該項目簡介：項目采用自主開發(fā)軟件建立了一套集模擬仿真與CAD功能于一體的光電集成器件設計軟件平臺；開發(fā)了包括MOCVD外延、光刻、腐蝕、光柵等各道工藝的RWG、DC-PBH類型單片集成芯片關鍵工藝技術和光電集成相關的凸點flip"chip倒裝焊技術，建立并完善了單片/混合集成器件OEIC工藝技術制作平臺，并具備了批量生產(chǎn)能力；對所設計的混合集成器件進行工藝驗證，建立并完善了設計和制作平臺，發(fā)展相應的工藝制作、耦合封裝和模塊設計技術。

意義：該成果完成了針對典型的混合集成光電子(OEIC)器件2.5Gb/s混合集成光發(fā)射機與光接收機模塊進行的設計開發(fā)和工藝驗證，提高了我國集成光器件整體制作技術水平，處于國內(nèi)領先、國際先進水平。

紅外電子材料的優(yōu)化設計研究

項目簡介：該項目的最重要特色就是將研究目的設定在解決我國國防戰(zhàn)略性高技術發(fā)展中紅外光電子材料這類瓶頸性技術上單一的跟蹤性工藝研究模式。具體是在我國紅外光電子材料發(fā)展中提出針對制備工藝中遇到的基本物理問題進行系統(tǒng)的研究，逐步地提出與工藝研究一起建立可優(yōu)化材料的設計平臺。而最重要的創(chuàng)新點是提出了材料芯片這一最新發(fā)展起來的技術在項目研究中的開拓性應用。

在藍寶石襯底上研制ZnO同質(zhì)pn結及其電致發(fā)光

項目簡介：該項目利用分子束外延設備研制高載流子濃度的P型ZnO材料及ZnO"P-N結紫外發(fā)光二極管和激光器。該項目選擇在價格適宜、工藝成熟的藍寶石（Al_2O_3）襯底上開展p型ZnO的制備及相關結型器件的研究工作，在國內(nèi)首次獲得了室溫下光泵浦的紫外受激發(fā)射；制備出低阻p型ZnO薄膜材料，載流子濃度最高達到10^(19)/cm^3；研制了ZnO同質(zhì)pn結，在室溫下觀測到了來自同質(zhì)結電泵藍紫色發(fā)光。

意義：該成果達到和國外同步發(fā)展，在國內(nèi)器件研制方面處于領先水平，對于探索制備實用型ZnO結型發(fā)光和激光器件的途徑，具有重要研究價值。

新型微片激光材料與器件研究

項目簡介：微片激光器是半導體激光（LD）泵浦的緊湊型固體激光器件。厚度一般在1mm以下的激光介質(zhì)薄片端面鍍膜是該器件的基本構型，可以實現(xiàn)單縱模和TEM00橫模激光運轉，將空間和光譜模式都很差的LD轉變成低噪音、光譜和空間模式都很單純的激光輸出；介質(zhì)厚度小還有利于發(fā)散角大的LD泵光與基波激光的有效重合，有效提高LD的泵浦效率；可以將激光介質(zhì)與其他光電功能材料相互緊密接觸直接耦合形成振蕩微腔結構，進而實現(xiàn)可調(diào)諧、變頻、被動Q開關、光參量振蕩器和光纖Raman激光等功能，可以在很緊湊的光學系統(tǒng)中實現(xiàn)寬波段范圍的高質(zhì)量激光輸出。

意義：項目提出了利用解理晶體實現(xiàn)微片激光介質(zhì)免加工的新技術，可大大簡化生產(chǎn)流程。