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（一）項目背景 當(dāng)前以硅、砷化鎵為代表的第一和二代半導(dǎo)體接近其物理極限，以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)換道超車的難得機遇。氮化鎵（GaN）特別適合制作高頻、高效、高溫、高壓的大功率微波器件，是下一代通信、雷達(dá)、制導(dǎo)等電子裝備向更大功率、更高頻率、更小體積和抗惡劣環(huán)境（高溫抗輻照）方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 目前氮化鎵基射頻器件已接近于商用，需解決從走出實驗室到小量中試的最后“1 公里”，重點攻克其在可靠性工藝和量產(chǎn)穩(wěn)定性的瓶頸。 以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)換道超車的難得機遇。 半導(dǎo)體作為信息時代的“糧食”，將成為 5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”七大領(lǐng)域發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。而氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體先進電子器件，憑借其高效、高壓、高溫等優(yōu)勢，將在“新基建”中大放異彩，可以彌補傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的技術(shù)瓶頸，滿足更高性能器件要求。 （二）項目簡介 5G 要求更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，發(fā)射機的效率會出現(xiàn)指數(shù)級的下降。這種下降可以使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)來修復(fù)，該技術(shù)已經(jīng)在較新的 4G/LTE 基站以及蜂窩電話中采用。基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用 GaN 技術(shù)才能實現(xiàn)。諸如 GaN 助力運營商和基站 OEM 等實現(xiàn)了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大規(guī)模 MIMO 的目標(biāo)。 GaN 可以說為 5Gsub-6-GHz 大規(guī)模 MIMO 基站應(yīng)用提供了眾多優(yōu)勢：1、在 3.5GHz 及以上頻率下表現(xiàn)良好，對比其他產(chǎn)品優(yōu)勢明顯。2、GaN 的特性能轉(zhuǎn)化為高輸出功率，寬帶寬和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 輸出功率下的平均效率達(dá)到 50%至 60%，明顯降低了發(fā)射功耗。3、在高頻和寬帶寬下的效率意味著大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)可以更緊湊。4、可在較高的工作溫度下可靠運行，這意味著它可以使用更小的散熱器。 根據(jù) Strategy Analytics 的數(shù)據(jù)，預(yù)計 5G 移動連接將從 2019 年的 500 萬增長到 2023 年的近 6 億。所以需求還將不斷上漲。 根據(jù)Strategy Analytics的數(shù)據(jù)，預(yù)計5G移動連接將從2019年的500萬增長到2023年的近6億。所以需求還將不斷上漲。 Efficient Power Conversion 的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Alex Lidow 討論5G時也說道：“基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用GaN技術(shù)才能實現(xiàn)。根據(jù)Yole Development公司發(fā)布的2018年度報告數(shù)據(jù)顯示，隨著全球整體數(shù)據(jù)流量的激增，我國5G產(chǎn)業(yè)將迎來大規(guī)模的需求增長。預(yù)計到2022年，我國5G基站規(guī)模將達(dá)到千億市場，5G基站數(shù)量將達(dá)百萬個。所以未來氮化鎵基射頻器件是5G通信基站收發(fā)端的核心。 氮化鎵基射頻器件是華為和中興發(fā)展 5G 通信產(chǎn)業(yè)的核心器件，西安電子科技大學(xué)氮化鎵射頻器件研究團隊自 2016 年起就與華為西安研究所、中興西安研究所等國內(nèi)主流5G通信公司協(xié)同攻關(guān)開展氮化鎵基射頻器件的研究，目前承擔(dān)的流片服務(wù)項目合計約 500 萬元。 2017 年，西安電子科技大學(xué)與西安市高新區(qū)、西電電氣集團等聯(lián)合成立“陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心”，中心致力于推動陜西第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進以氮化鎵為代表的射頻器件、功率器件等加速產(chǎn)業(yè)化，2019 年團隊向陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心轉(zhuǎn)讓專利 35 項，作價 2000 萬元，雙方正在聯(lián)合推進搭建第三代半導(dǎo)體中試平臺，平臺將會立足西安，服務(wù)全國，提升氮化鎵基射頻器件量產(chǎn)工藝可靠性，實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。 （三）關(guān)鍵技術(shù) 本項目由西安電子科技大學(xué)作為技術(shù)攻關(guān)的主要單位，制定技術(shù)路線，保障國家重大科技專項“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移動通信 GaN 芯片可靠性機理研究”研究，與華為和中興聯(lián)合開展工程合作項目實施，加快解決器件工藝可靠性工程問題，重點開展氮化鎵微波功率與太赫茲器件工程技術(shù)研究，突破高性能低缺陷外延材料生長、高效率高可靠氮化鎵微波功率器件工藝技術(shù)等關(guān)鍵瓶頸問題，協(xié)助規(guī)模量產(chǎn)高效率 S-Ku 波段典型氮化鎵功率器件和模塊、5G 基站核心射頻模塊。

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。該實驗儀重點介紹了常用的光無源器件的相關(guān)參數(shù)及測試方法，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)的測試原理及測試方法。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行光纖通信方面實驗。 二、實驗內(nèi)容  1、光纖轉(zhuǎn)換器測試實驗  2、光纖變換器測試實驗  3、光纖耦合器測試實驗  4、光纖隔離器特性測試實驗  5、波分復(fù)用器和解復(fù)用器測試實驗  6、可調(diào)光纖衰減器測試實驗  7、光纖機械光開關(guān)特性測試實驗  8、光纖偏振控制器特性測試實驗  9、光纖偏振分束器（PBS）性能能參數(shù)測試實驗 三、實驗配置參數(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：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、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、光纖機械光開關(guān)、法蘭盤、實驗指導(dǎo)書及實驗錄像光盤等。 四、實驗?zāi)康?1、了解光連接器及其原理、種類，實驗操作進行連接器參數(shù)測量； 2、掌握光纖偏振控制器工作原理，實驗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)，實驗操作測量耦合器特性參數(shù)測量； 4、了解光纖隔離器用途及其性能參數(shù)，實驗操作光纖隔離器特性參數(shù)測量； 5、了解光纖光開關(guān)用途及其性能參數(shù)，實驗操作光纖光開關(guān)特性參數(shù)測量； 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）的原理性實驗；

可以設(shè)計并優(yōu)化光纖激光器和放大器、光波導(dǎo)激光器、光纖耦合器、多芯光纖、螺旋芯光纖、錐形光纖；也可以模擬超短脈沖在不同光纖設(shè)備中的傳輸，例如在光纖放大器系統(tǒng)、鎖模光纖激光器和通訊系統(tǒng)中的傳輸。 能夠跟蹤和優(yōu)化光纖放大器和光纖激光器，讓它們適合各種應(yīng)用。幫助評估和排除光纖激光器和放大器中各種不利的影響；能夠?qū)τ性垂饫w器件性能進行預(yù)測；能尋找最佳光纖長度、摻雜濃度、折射率分布等；能夠計算摻雜濃度與光線的關(guān)系，準(zhǔn)確模擬雙包層光纖，還可以模擬時域動態(tài)變化，可以理解和優(yōu)化的細(xì)節(jié)如功率效率和噪聲系數(shù)。 RP Fiber Power可用于分析和優(yōu)化各種器件： 單模和多模光纖 計算模式特性；計算光纖耦合系數(shù)；模擬光纖彎曲、非線性自聚焦效應(yīng)對光束傳輸和高階光孤子傳輸?shù)挠绊憽? 光纖耦合器、雙包層光纖、多芯光纖、平面波導(dǎo) 模擬雙包層光纖的泵浦吸收,光纖耦合器的光束傳輸, 光在錐形光纖的傳輸, 分析彎曲的影響, 放大器中的交叉飽和影響, 泄漏模式等。 光纖放大器 研究單級和多級放大器中的增益飽和特性(連續(xù)或脈沖放大器), 鉺鐿共摻光纖放大器能量轉(zhuǎn)移過程、猝滅效應(yīng)、自發(fā)輻射放大等。 光纖通信系統(tǒng) 分析色散與非線性信號失真，放大器噪聲的影響，優(yōu)化放大器非線性效應(yīng)和放置位置。 光纖激光器 分析并優(yōu)化能量轉(zhuǎn)換效率、波長調(diào)諧范圍、動態(tài)調(diào)Q。 超快光纖激光器和放大器 研究脈沖的形成機制和穩(wěn)定范圍，非線性效應(yīng)和色散的影響，拋物脈沖放大，優(yōu)化色散脈沖壓縮，靈敏度反饋，超連續(xù)譜的產(chǎn)生。 脈沖和超快速固體激光器和放大器 研究Q開關(guān)，模式鎖定行為，找到可飽和吸收器所需的特性，分析反饋靈敏度，啁啾脈沖放大研究再生放大穩(wěn)定性極限。 這款軟件是致力于光纖器件學(xué)科研究或工業(yè)開發(fā)人士的必備工具。這款軟件及其技術(shù)支持將為您的工作效率和工作能力提供極大的便利。同時，這款軟件也是一款相當(dāng)出色的教學(xué)工具。 目前已使用該軟件的高校：耶拿大學(xué)、英國南普頓大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、上海技術(shù)應(yīng)用學(xué)院、華中科技大學(xué)、西北大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、深圳大學(xué)、國防科技大學(xué)、長春理工大學(xué)、南京理工大學(xué)等。 目前已使用該軟件的單位：費朗霍夫研究所、蘇州納米所、兵器裝備部、三江航天、上海光機所、綿陽九院、中科院軟件所、中科院光電所商業(yè)單位、北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司等。   ※ 光纖數(shù)據(jù)： 軟件中帶有各種稀土摻雜光纖數(shù)據(jù)，即時可以仿真各種光纖激光器和放大器。   ※ 各種公開數(shù)據(jù)： “Yb-germanosilicate” “ErYb-phosphate” “Er-fluorozirconate F88” “Er-silicate L22”  “Er-fluorophosphate L11”  

項目成果/簡介:我校物理與材料科學(xué)學(xué)院林志博士和復(fù)旦大學(xué)物理系/應(yīng)用表面物理國家重點實驗室陳焱課題組，通過Floquet 設(shè)計研究光晶格中雙分量超冷原子體系，構(gòu)造出可以看成“兩粒子躍遷過程”的新型兩體相互作用，即在體系的“人工維度”上引入新奇的人工配對躍遷相互作用，用于研究傳統(tǒng)凝聚態(tài)體系中難以實現(xiàn)的新奇量子多體效應(yīng)。 當(dāng)前人們主要研究人工維度上的人工規(guī)范勢，對于更一般的相互作用——人工配對躍遷相互作用還沒被研究過。林志博士和陳焱教授課題組發(fā)現(xiàn)該奇異的相互作用導(dǎo)致了體系中會出現(xiàn)兩種新奇的量子物質(zhì)態(tài)，即分子超流態(tài)和非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)。這里的非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)作為一種新奇的量子莫特絕緣體態(tài)被首次揭示，其特性是：保持每個格點上總粒子數(shù)是整數(shù)，而各自分量的粒子數(shù)是非整數(shù)的莫特絕緣體態(tài)。 該項研究代表了超冷量子氣體研究領(lǐng)域中的實質(zhì)性進展，將會促進進一步的理論研究和實驗研究。

我校物理與材料科學(xué)學(xué)院林志博士和復(fù)旦大學(xué)物理系/應(yīng)用表面物理國家重點實驗室陳焱課題組，通過Floquet 設(shè)計研究光晶格中雙分量超冷原子體系，構(gòu)造出可以看成“兩粒子躍遷過程”的新型兩體相互作用，即在體系的“人工維度”上引入新奇的人工配對躍遷相互作用，用于研究傳統(tǒng)凝聚態(tài)體系中難以實現(xiàn)的新奇量子多體效應(yīng)。 當(dāng)前人們主要研究人工維度上的人工規(guī)范勢，對于更一般的相互作用——人工配對躍遷相互作用還沒被研究過。林志博士和陳焱教授課題組發(fā)現(xiàn)該奇異的相互作用導(dǎo)致了體系中會出現(xiàn)兩種新奇的量子物質(zhì)態(tài)，即分子超流態(tài)和非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)。這里的非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)作為一種新奇的量子莫特絕緣體態(tài)被首次揭示，其特性是：保持每個格點上總粒子數(shù)是整數(shù)，而各自分量的粒子數(shù)是非整數(shù)的莫特絕緣體態(tài)。 該項研究代表了超冷量子氣體研究領(lǐng)域中的實質(zhì)性進展，將會促進進一步的理論研究和實驗研究。

寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅(SiC)材料是第三代半導(dǎo)體的典型代表之一，具有寬帶隙、高飽和電子漂移速度、高臨界擊穿電場、高熱導(dǎo)率等突出優(yōu)點，能滿足下一代電力電子裝備對功率器件更大功率、更小體積和更惡劣條件下工作的要求，正逐步應(yīng)用于混合動力車輛、電動汽車、太陽能發(fā)電、列車牽引設(shè)備、高壓直流輸電設(shè)備以及艦艇、飛機等軍事設(shè)備的功率電子系統(tǒng)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)硅功率器件相比，目前已實用化的SiC功率模塊可降低功耗50%以上，從而減少甚至取消冷卻系統(tǒng)，大幅度降低系統(tǒng)體積和重量，因此SiC功率器件也被譽為帶動“新能源革命”的“綠色能源”器件。 本團隊在SiC功率器件擊穿機理、SiC功率器件結(jié)終端技術(shù)、SiC新型器件結(jié)構(gòu)、器件理論研究和器件研制等方面具有豐富經(jīng)驗，能夠提供完整的大功率SiC電力電子器件的設(shè)計與研制方案。目前基于國內(nèi)工藝平臺制作出1600V/2A-2500V/1A的SiC DMOS晶體管（圖1，有源區(qū)面積0.9mm2）；4000V/30A的SiC PiN二極管（圖2）；擊穿電壓>5000V的SiC JBS二極管（圖3）。 a b c 圖1 1.6-2.5kV SiC DMOS器件：(a)晶圓照片(b)正向IV測試曲線(c)反向擊穿電壓測試曲線 a b c 圖2 4kV/30A SiC PiN器件：(a)晶圓照片(b)正向?qū)y試曲線(c)反向擊穿電壓測試曲線 a b c 圖3 5kV SiC JBS器件：(a)顯微照片(b)正向?qū)y試曲線(c)反向擊穿電壓測試曲線

本發(fā)明公開了一種基于全息波導(dǎo)的頭戴式顯示器件，該器件包括入耦合光柵（１）、左視場偏折光柵（２）、右視場偏折光柵（３）、出耦合光柵（４）、矩形波導(dǎo)（５）；入耦合光柵（１）、左視場偏折光柵（２）、右視場偏折光柵（３）、出耦合光柵（４）、貼附于矩形波導(dǎo)（５）的上表面或下表面；入耦合光柵（１）、左視場偏折光柵（２）、右視場偏折光柵（３）、出耦合光柵（４）、矩形波導(dǎo)（５）貼于上表面或下表面由出入瞳光線設(shè)計方向決定。本發(fā)明利用光瞳重塑方式解決了傳統(tǒng)二維擴瞳方式產(chǎn)生的大視場角情況下的視場分離。

傳統(tǒng)PZT壓電陶瓷應(yīng)用廣泛，但在居里溫度較低，環(huán)境溫度較高時，PZT陶瓷樣品極易退極化。隨著壓電材料的應(yīng)用范圍的進一步拓展，一些極端條件對壓電陶瓷的應(yīng)用提出了新的挑戰(zhàn)。北京大學(xué)工學(xué)院實驗室利用高居里點的鈧酸鉍-鈦酸鉛壓電陶瓷制備了基于d31模式和d33模式的應(yīng)用于高溫環(huán)境中的壓電振動能量回收器，器件可以穩(wěn)定地工作在150℃以上的高溫環(huán)境中。高溫下由于電疇被活化，器件的壓電系數(shù)和相應(yīng)的輸出功率比室溫時提高一倍以上。 與壓電能量回收器不同的是，壓電驅(qū)動器是一種利用壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為機械能實現(xiàn)納米級驅(qū)動的器件，壓電驅(qū)動器利用壓電材料的準(zhǔn)靜態(tài)逆壓電效應(yīng)實現(xiàn)10微米至100微米的微小位移；同時，還可以利用壓電陶瓷的高溫諧振動效應(yīng)制備高溫壓電馬達(dá)。

本團隊在SiC功率器件擊穿機理、SiC功率器件結(jié)終端技術(shù)、SiC新型器件結(jié)構(gòu)、器件理論研究和器件研制等方面具有豐富經(jīng)驗，能夠提供完整的大功率SiC電力電子器件的設(shè)計與研制方案。

項目概況 針對小型化、集成化、高頻率和高運算速度的電子器件，應(yīng)用磁流體的熱磁對流效應(yīng)，把磁流體作為新一代高效傳熱冷卻技術(shù)用于高密度高功率電子器件設(shè)備中。 主要特點 1. 選擇合適的外加磁場和屏蔽技術(shù)。 2．溫度區(qū)內(nèi)磁場梯度條件和粒子濃度的準(zhǔn)確控制 3．磁流體微型熱管散熱過程的磁場的準(zhǔn)確定位。 技術(shù)指標(biāo)     建立適合電子器件密集環(huán)境下適用磁流體散熱技術(shù)及相應(yīng)的磁場條件和屏蔽技術(shù)，提高了磁流體在磁場、熱場和重力場協(xié)同作用下的流動傳熱效果。促進節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，達(dá)到節(jié)能減排的綠色材料應(yīng)用。市場前景 目前該項目已通過現(xiàn)場的工業(yè)化證明，散熱效果好，能達(dá)到電子器件冷卻要求，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，在生產(chǎn)過程中無污染，無三廢排放。該項目可應(yīng)用于高密度、高功率電子器件密集環(huán)境下的散熱設(shè)備中，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。