先进光子及光学微机电器件的基础和应用研究

本课题面向微纳制造技术和先进光子集成领域对发展光子和光学微机电(microelectromechanical system, MEMS)系统的重大需求，开展基于绝缘体上的硅材料(Silicon-on-insulator, SOI)上的先进光子及光学MEMS器件的基础和应用研究。通过发展先进的SOI加工技术，建立SOI基微纳结构制造的工艺流程，为实现SOI基光子及光学MEMS器件提供工艺基础。通过课题的执行，设计并实现面向光通信、光传感的MEMS驱动SOI基谐振光子器件、平面光子器件以及光学MEMS器件，在基础器件的平台上开展面向实际需求的应用研究。

申请人在国家自然基金委青年项目“先进光子及光学微机电器件的基础和应用研究（批准号：11104147）的资助下，在先进光子器件及光学微机电系统的基础和应用研究方面开展了深入的研究，完成了课题的预期目标，取得了以下成果。.1、高性能氮化物薄膜LED器件及氮化物光学微机电系统：课题基于硅衬底氮化物晶片，开发了硅衬底剥离和悬空氮化物薄膜背后减薄技术，实现了悬空氮化物薄膜LED光源。悬空氮化物薄膜LED器件能够消除硅衬底吸收，减少厚膜的光损耗，通过降低阻抗和结电容，提升器件的光电性能。课题利用硅基氮化物材料的优异性能，开发氮化物微纳驱动器，结合其他功能器件，实现光学器件和微机电驱动器的集成，率先获得了氮化物光学微机电微镜和周期可调的氮化物光栅, 被微机电领域核心期刊J. Micromech. Microeng.选为年度亮点工作。.2、氮化物谐振光子器件：课题基于严格耦合波理论，在硅衬底氮化物晶片上，利用硅衬底背后硅剥离和悬空氮化物薄膜减薄技术，率先制备出悬空的氮化物谐振光子器件。氮化物谐振光子器件对于器件结构、环境介质折射率具有高度灵敏性，可以作为可调光子器件及光传感器件。.3、可见光无线通信技术：课题从物理器件和系统入手，构建可见光无线通信系统，开展基于LED 器件的可见光无线通信的研究，实现了可见光无线视频通信系统，开发了能够满足照明和视频、音频广播一体的可见光无线通信系统，利用蓝光LED器件在水下的传输通信窗口，在水下环境下实现双工的蓝光无线视频通信系统，研发了基于移动终端的双工可见光无线通信接入系统。.申请人获得国家自然基金委优秀青年基金项目资助，并入选江苏省“双创人才”，荣获中国电子学会科学技术奖2项，江苏省科技进步奖1项，发表SCI论文15篇，包括2篇Opt. Lett.、2篇Opt. Express、1篇Appl. Phys. Lett.、2篇Appl. Phys. Express，合著英文专著Handbook of Optical Microcavitivies, 获国家发明专利授权3项，公开20余项。