学科建设

光电器件与检测技术创新团队

团队带头人:程培红教授

研究方向与研究特色:

(1)微纳光子器件设计与系统集成

(2)射频器件设计与电磁场仿真设计

(3)光电忆阻器神经形态器件与芯片设计

(4)光纤传感、检测与信号处理技术

(5)生物电信号检测与分析技术

依托平台:

研究平台:国家产教融合发展工程建设高校

一流学科:电子科学与技术浙江省一流学科

技术服务领域:

光电信息产业

代表性成果:

(1)微纳光子器件设计

团队利用电磁场仿真平台设计并采用多种制备方法制作金属微纳结构光子器件结构,所设计结构可应用于增强半导体光电器件(LED、光伏电池、探测器)的效率。团队所设计的金属周期性光栅,可有效减少了器件在红外波段的的光损失,并降低微纳加工工艺的要求,在红外探测器工作中心波长1.3um的透过率达95%以上,偏振消光比可达60dB。该成果已应用于中科院技术物理研究所的集成光栅InGaAs航天探测器的开发中。

(2)神经形态器件与存/算共融类脑芯片开发

团队与宁波材料所相关团队开展合作研究,率先研发出的全光驱动忆阻器,两团队合作研发出1 k集成规模的原型类脑芯片,实现了视觉信息的实时识别,展现出了高效、低功耗的信息处理能力。该类脑芯片基于成熟的氧化物半导体材料,制备工艺与CMOS兼容,具有优异的稳定性和可扩展性,可用于构建存/算一体的新一代机器视觉系统。

(3)射频器件设计与电磁场仿真设计

对于复杂工程问题,团队具备使用计算机辅助设计技术,可以针对运动机构分析、气动或流场分析、电路设计和磁场分析等,节约设计成本,缩短设计周期。本团队已经顺利完成了某新型电磁感应电熔炉模型的工作效率分析,受力分析,多种高性能天线的分析与设计,多种人工电磁材料制作的非互易性器件的仿真与设计。

(4)硅基光电子器件及芯片

团队目前已完成一系列基本光电子器件的研究和验证,具体在硅基周期波腔微腔器件相关研究具有一定特色。所研制的基于反对称周期波导微腔的超紧凑上下路光滤波器尺寸小于20μm2,插入损耗小于1dB,消光比和串扰皆优于15dB,是目前世界上报道的尺寸最小的全介质结构上下路滤波器。器件完全基于CMOS兼容工艺,为未来大规模集成光子芯片中调制器、光开关、滤波器等功能器件提供了一种极具潜力的方案。

(5)光纤传感、检测与信号处理技术

团队具备光纤光栅、表面等离子共振等光电类传感器的信号检测、传输和处理的实验平台和技术,可设计开发应用于工业自动控制、建筑桥梁、生物医学等领域的光电传感器件和检测系统。目前已完成了应用于血糖检测的医学光纤SPR实时检测系统的传感器探头设计,检测测灵敏度高且易于信号解调和系统集成。同时,团队建立了利用三维荧光光谱结合化学计量学方法实现橄榄油的品质等级分析的实验平台,该实验平台和测试方法在食品安全和质量监控领域具有良好的应用前景。

(6)生物电信号检测与分析技术

阵列式表面肌电信号(SEMG)可以用来研究神经、肌肉细胞电活动,评估肌肉健康水平,而且在神经源性疾病和肌源性疾病的鉴别方面,以及神经病变的定位,损伤程度和预后判断方面具有重要价值。团队具备SEMG检测平台和信号处理技术,可以提供新的肌肉运动单元评估技术(MUNE),利用SEMG分解算法,提取运动单元发放时刻,进而获取运动单元平均波形,估计MUNE,从而为肌肉临床诊断、康复医疗提供了新的方法。