2018年国家技术发明奖提名项目公示

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1、2018年国家技术发明奖提名项目公示一、项目名称集成化宽频带光发射器件与模块二、提名者及提名意见提名者：中国通信学会提名意见：光通信技术正向高速率、智能化和低功耗方向发展，迫切需要发展窄线宽、高速率和阵列化的激光光源技术。该类激光器在制备过程中面临三个重要瓶颈问题：1）多波长激光发射及光谱特性调控；2）宽频带调制与信道串扰抑制；3）高效光束合成与模块化封装。中国科学院半导体研究所、南京大学、武汉光迅科技股份有限公司多年来联合攻关，致力于解决激光器阵列的关键技术问题，提出了基于单片集成耦合腔结构的窄线宽高速半导体激光器模块技术、发展了等效重构啁

2、啾光栅半导体激光器阵列芯片制备技术、发明了光电子器件的三维封装技术、开发出多信道宽带光发射器件的低损耗光束合成技术。基于以上技术突破，研制出窄线宽高速半导体激光器模块，其主要技术指标均优于国内外同类研究报导的结果，该成果在国家高技术领域获得广泛应用；研制出波长间隔稳定的60信道单片集成激光器芯片，突破了高速低损耗光束合成和三维封装关键技术，成功开发出4×25G、10×10G、16×2.5G、4×10G系列高速率低成本小型化激光器模块，在宽带光通信领域获得广泛应用。上述发明技术获得美国发明专利授权2件，国家发明专利18件，牵头起草并公开行业标准

3、3项、参与1项，起草行业科技报告2份，研制生产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，近两年半新增销售额超过22亿人民币。我单位同意提名该项目申报2018年度国家技术发明二等奖。9三、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“宽带通信与新型网络”等重点专项任务的关键技术，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技术，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

4、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。激光被认为是二十世纪最伟大发明之一，激光器阵列就是把多个激光器集成到一个芯片上，为光子集成回路提供信息发送的光源，激光器是光收发模块的“心脏”。激光器阵列在制备过程中面临三个重要瓶颈问题：1）波长精确控制的激光器阵列芯片制备技术；2）高效率的

5、耦合与合波技术；3）高速率集成化封装技术。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在国家自然基金重大和面上项目、国家973计划课题、华为技术合作课题等支撑下，联合攻关，致力于解决激光器阵列的关键技术问题。发明了等效重构啁啾光栅半导体激光器集成芯片制备技术，用于激光器阵列的制备，将光栅制备的工艺精度降低了2个量级，大幅度提高了波长对准的准确度，降低了芯片制备的成本；发明了阵列波导光栅的切缝方法，减小了芯片切缝处的崩边，保证切割后缝的内侧壁光滑与平整性，降低了光插入损耗，大幅度提高了集成芯片耦合效率；发明了光电子器件匹配电路的三维

6、封装方法，将原有二位封装结构拓展到三维空间，为微波电路的设计预留空间，解决了光子集成芯片的串扰难题。上述发明技术获得美国发明专利授权2件，国家发明专利18件，牵头起草并公开行业标准3项、参与1项，起草行业科技报告2份。研究成果受到国际同行的广泛关注，作为主要内容之一被美国光学学会刊物OPN以“中国光子集成”9为题进行封面报道。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，近两年半直接经济效益22亿元人民币，并在国家高技术项目中获得了应用，为实现核心高端光电子集成器件的自主可控提供了保障。四、客观评价该项目部分成果获

7、得2016年度中国通信学会科学技术一等奖，研制的器件用于微波光子系统，部分成果获得2016年度光学工程科技创新一等奖；研究成果受到国际同行的广泛关注，作为主要内容之一被美国光学学会刊物OPN以“中国光子集成”为题进行封面报道；2013年美国麻省理工学院M.Watts教授在发表的论文中指出：“要构建波长间隔符合（IUT）要求的1/4波长相移布拉格光栅阵列极其困难，采用完成人提供的等效相移取样光栅技术（REC）能更精确的控制相移”；2014年美国麻省理工学院Purnawirman教授在其公布的长达47页的专利的第40页中指出：“采用传统的光刻技术

8、，制备符合波分复用（WDM）信道的DFB激光器是一个极大的挑战，因为相近信道的DFB激光器光栅很容易产生1nm以内的偏移。等效相移技术是有效解决方案之一，可将波长间