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从搭建光通信“超高速车道”,到研磨精密光学“魔镜”,从锻造激光“精准之眼”,到打造虚拟现实交互“视”界……开年来,中国电科围绕信息通信、精密光学、激光红外、新型显示等领域,持续攻关关键核心技术,筑牢光电产业发展基础。
“用光打电话,是把信息转换为光信号,通过光纤进行传输,再将光信号转换为电信号进行解码。”中国电科联合微电子中心实验室里,科研人员正用自主建设的8吋硅基光电子工艺线,进行高速光收发芯片封装测试。这颗“貌不惊人”的芯片,是数据中心集群光互联的核心关键部件,它犹如一位“翻译”,为光子与电子间信息转换架起“桥梁”。
随着5G、物联网等技术不断普及,海量数据传输和处理需求奔涌而来。“光较于电的优势在数据传输上早已显现。光传输不产生热量,带宽可达电的十倍甚至百倍。”技术专家表示,这就像给只有人行道的城市,装上车行道、地铁和高架桥,承载更高带宽、更大速率的数据传输。
一朵朵“光之芯”次第绽放。“这颗‘跨阻放大器芯片’的研制,解决了国内光通信领域千兆上行光芯片欠缺难题。”中国电科14所研发光通信、射频微波、数据通信等高端模拟芯片,应用于移动通信、工业控制等领域。电科芯片围绕光通信、光传输与处理等领域研发数百款高端芯片,在探测灵敏度、信号调制效率等方面优势突出。34所研发定制化和通用化的光收发、光调制、激光器、光开关、光放大等模块,实现激光产生及放大、激光通信、激光交换。
一条条“光之路”平稳铺设。“成功了!”46所特种光纤材料研发中心技术专家矢志创新,实现高功率同带泵浦激光光纤工程生产,让能量在光速轨道上自由奔腾。8所研制系列光纤复合架空地线,兼具光通信和架空地线功能,凭借抗雷击、高传输速率,在保障输电安全的同时,让海量信息穿越城市。
切割、整形、粗磨、精磨、抛光……中国电科53所光学精密加工实验室里,科研人员专心致志地操作着光学加工设备。“光学镜片毛坯料像‘玉石’,不断打磨才能闪耀光芒。”技术专家表示,每片光学镜片只有经过系列精细操作才能“蝶变”,抛光粉的粒度,抛光液的温度、浓度、酸度、供给量,主轴的转速和压力等等,均对镜片精度有影响。
小心完成定心磨边,确保加工中心与几何光轴一致,科研人员轻舒一口气。瞄准高端光学元件领域,他们研制可见光、紫外、红外等光学元件及光学镜头,应用于激光通信、红外热成像、紫外电力检测、智能AR显示等设备。
或大如靶面、或微小如指甲盖的如炬“双眼”,不仅能用于红外相机、激光雷达,也能用于工业设备、科学研究。
“如此高像素产品研制难度大。”11所科研团队深耕光电感知领域,研发的中波2k红外相机,探测器组件拥有400万像素,重量轻,功耗小,FB体育 FB体育平台满足大视场探测和高分辨率成像需求。凤凰光学研发的首款千万像素级高清变焦工业镜头,实现全焦段光学性能优化及畸变控制;研发的激光雷达镜头,在杂散光抑制、温漂补偿、可靠性稳定等方面优势明显;研发的金相显微镜,涵盖明场、暗场、偏光等观察方式,实现图像拼接、景深融合、静态测量功能。
戴上智能头盔显示设备,生动画面跃然眼前,沉浸式体验让人赞叹。这一神奇的光电显示效果源自新一代半导体显示产品——硅基OLED微显示器,它完美结合芯片驱动设计和有机发光二极管器件开发两大热门技术,具有高分辨率、高清晰度、主动发光、高对比度、低功耗、重量轻等优点。
微型显示是新型显示产业中一个高科技含量、高技术壁垒的分支,也是VR/AR及元宇宙等新兴产业重要硬件基础。与传统显示屏不同,硅基OLED微型显示屏,是使用光刻、蒸镀等工艺,在晶圆上制作的显示屏,底层是驱动电路,应用在头显等产品中,能生动细腻地呈现相当于大尺寸屏幕的显示效果。
“产品经试验验证和使用反馈,显示效果清晰,FB体育 FB体育平台图像对比度高,色彩饱和度好……”55所技术人员表示,他们成功建立完整硅基有机发光二极管工艺生产线,具有完备的驱动芯片设计、器件工艺、封装、硬件开发等硅基有机发光二极管微型显示技术体系,应用于VR/AR、夜视观测、数字瞄具、头盔显示。
顺应虚实融合的发展趋势,他们将持续突破关键核心技术,不断优化产品性能指标,加快推动硅基有机发光二极管器件规模化应用,追光逐梦,擦亮光电产业创新名片。FB体育 FB体育平台
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