虹吸排水板的使用打破了传统雨水收集系统只能收集地表水及部分地区渗入水的诟病，将地表水、渗入水统统收集，充分利用珍贵的大自然资源。并且能够保持屋面水位处于较低水平，保持土壤的透气性及透水性，保证植物根系的正常生长。并可作为防水层的柔性保护层，替代传统的水泥保护层，大大降低工程造价。“PDS”系统尤其适用于顶板面积较大放坡困难、降雨天气多的地区。好处多多。
一．什么是智能建筑？其主要研究内容是什么？根据GB/T50314-2000的定义，智能建筑（IB）也叫智能大厦，是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，能向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的环境的建筑。其主要研究内容是：以综合布线系统为基础，以计算机网络系统为桥梁，综合配置建筑物内的各功能子系统，全面实现对通信系统、办公自动化系统、大楼内各种设备(空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、公共安全)等的综合管理。
二．从实现基本功能出发，智能建筑有几部份组成？其核心是什么？画出系统组成结构图。
从实现基本功能出发，智能建筑主要有三部分组成：楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)三部分组成，即“3A”系统，也叫智能建筑的“3A”结构。
智能建筑的核心是系统集成（SIC)。 SIC借助综合布线系统实现对BAS、OAS和CAS 的有机整合，以一体化集成的方式实现对信息、资源和管理服务的共享。
其系统组成结构图如下图所示。
三、综合布线系统的作用是什么？
综合布线系统(PDS)的作用是提供标准化的强电和弱电接口，把BAS、OAS、CAS与SIC连接起来。
所以，SIC是“大脑”，PDS是“血管和神经”，BAS、OAS、CAS所属的各子系统是运行实体的功能模块。
一、智能建筑的特点有哪些？
工程规模和总建筑面积都比较大
具有重要性质或特殊地位
应用系统配套齐全
资金和技术密集，是现代化的高科技产物
总体结构复杂，是一个综合的集成系统。
二、智能建筑的智能性体现在何处？
体现在所设计的系统应具有如下功能：
(1) 对环境和使用功能的变化具有感知能力，如感温、感光、感烟等。
(2) 具有传递、处理感知信息的能力，如温控、闭路监控等。
(3) 具有综合分析、判断的能力，如根据烟气浓度判断是着火？根据温度状况是否需调节等。
(4) 具有做出决定并且发出指令信息，提供动作响应的能力，如消防处理系统。
三、与智能建筑相关的技术有那些？
计算机技术
控制技术
通信技术
图像处理技术
四、楼宇自动化系统的特点是什么？
设备多:温度、湿度、烟雾、亮度、监控、门禁；
设备分散：锅炉、楼层、大厅、空调等，不再一处。
五、楼宇自动化主要包括哪些系统（主要研究内容）？
中央计算机和中央监控系统
供配电系统 保安系统
照明系统 消防系统
给排水系统 物业管理系统
暖通与空调系统
电梯和停车场系统
六．请画出一个单闭环自动控制系统结构图，说明各部分作用
给定：输入给定值；比较：比较给定与反馈值；
控制器：控制算法计算；执行：输出控制量作用于对象
传感变送：检测被控量，并转换为标准值。
一、传感器与变送器的作用如何？
在测量的过程中将物理量、化学量转变成电信号的装置叫传感器。而把传感器得到的电信号再转变成标准的电信号的装置叫变送器。
传感器、变送器是工业自动化控制及信息检测技术中不可缺少的控制元件。它可以把诸如温度、压力、流量、液位、位置等模拟量或开关量转变成电信号，再由自动化控制仪表或计算机进行控制处理和调节。
借助于传感器和变送器，可以对智能建筑的各类参数进行测试和评定，并进行过程控制和调节，还可以进行远距离的传送和信号处理。
二、楼宇自动化中，温度传感器的主要测量对象与作用是什么？
温度传感器用于测量水管或风管中介质的温度，以此来控制相应的水泵、风机、阀门和风门等执行元件的开度。
三．半导体感温元件优点及测温原理是什么？
优点：具有灵敏度高、体积小、寿命长的优点。可分为正温度系数和负温度系数两种类型
工作原理：负温度系数热敏电阻具有负的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值减小；当温度降低时，电阻值增大。如果测出热敏电阻的阻值，就可以间接的算出对应的温度值。
1、什么是湿度？
气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。一般指相对湿度，若指空气中含水蒸气的多少，则称谓是绝对湿度。
2、湿度传感器的工作原理是什么？
当湿度发生变化时，敏感元件的阻值或电容值发生变化，将其变化转换为电信号，即可测量湿度的变化。
3、压力与压差在楼宇自控中的作用是什么？
压力或压差传感器主要用来检测水管或是风管中的压力和压差，以此来控制相应的变频器以调整水泵或风机的转速，或是调节比例阀门的开度。
4、按测量原理压力测量如何种类？
静压式：液柱式和活塞式。
d性式：模盒式、模片式、波纹管式、d簧管式。
电远传式：压力变送器、压差变送器；从信号转换上又分为：电阻式、电容式、电感式、频率式。
楼宇自动化系统常用的是电远传式。
5、流量传感器的作用是什么？
流量传感器主要是检测水系统中液体的流量，以此来控制相应水泵阀的流量。
6、常用的流量传感器有那些？
涡轮流量计
孔板式流量计(膜盒、膜片、电容式等)
电磁流量计
7、除温度、流量等检测参数外，楼宇系统中还有那些参数需检测？
检验空气中二氧化碳、一氧化碳浓度
检测电网中电流或电压的电流
检测环境明暗程度的照度传感器
空气品质
功率因素等。
1、控制器在楼宇自控中的作用是什么？
通过检测元件对温度、湿度、压力、流量、压差等参数的检测，给出合适的控制算法（开关控制或连续控制），以达到设定值的要求。
2、写出数字PID的增量式与位置式输出数学表达形式，并说明式中各参数的名称与作用。
增量式输出为：
位置式输出为：
式中
K为采样序号（采样节拍号）；T为采样周期；
u（k）为第k次采样时刻计算机的输出值；
∆u(k)为第k次采样时刻的增量式输出值； u（k－1）为第k－1次输出值；
e(k)为第k次采样时刻的系统偏差；
e(k-1)、e(k-2)分别为第k－1次、k-2次采样时刻的系统偏差；
Kp为比例系数；
TI为积分时间常数TD为微分时间常数。
3、液体压差开关的作用是什么？
主要用于供水管路与回水管路之间的压差，通过波纹管检测压差，压差低于下限或高于上限，则输出开关信号。
4.气体压差开关的作用是什么？
感应空气流量、空气压力或空气压差，监视风道中滤网、风机及空气流的状态。典型的应用于探测阻塞的过滤器。
5.电动调节阀在楼宇自动化系统的作用是什么？
是一种可连续对被测介质进行调节的阀门，而不仅仅只有两个位置，一般适用于对温度、湿度、压力等要求较高的场合。主要用于连续控制算法的实现，如PID控制等。在楼宇自控中的应用对象为空调系统、
一、 基于计算机的楼宇自动化控制系统的硬件有几部分组成？
计算机控制系统的硬件一般是由微型计算机、外部设备、输入输出通道和 *** 作台等组成，如下图所示。
二、计算机控制系统的软件是如何分类的？
通常分为两大类：一类是系统软件，另一类是应用软件。
三、什么是应用软件？
面向用户本身的程序，也就是在它提供的 *** 作系统下开发的用户程序。如数据采集、滤波、标度变换、控制、显示等程序。
四．什么是直接数字控制器（DDC）？有哪些功能？
用一台微机对多个被控参数进行检测、控制的数字调节器，以取代了模拟调节器。
优点：灵活性大，可靠性高，可做复杂运算，性能价格比高。
缺点：参数与回路较多时，实时性较差。
DDC的主要功能包括以下几个方面：
(1) 数据采集。
(2) 数据处理(滤波、放大、转换)。
(3) 数据分析，确定现场设备的运行状态。
(4) 数据比较，对异常状态进行报警处理。
(5) 控制算法运算(连续调节和开关控制) 。
(6) 通过预定控制程序完成各种控制功能，包括P、PI、PID、开关控制、平均值控制、最大/最小值控制、逻辑运算控制和连锁控制。
(7) 面向I/O，数据输出，改变对象的状态。
(8) 数据通信。底层数据上传，使上位机能获得数据（报表、数学模型数据），知道设备状态。同时得到上位机的指示、命令。
五、常见的楼宇专用控制器有哪些？指出适用场合。
常见的专用控制器主要包括下述几类：
(1) 空气处理机组控制器；
(2) 空调控制器；
(3) 照明控制器；
(4) 变风量控制器；
(5) 消防报警控制器。
DDC的应用范围
DDC是小型的、封闭的、模块化的中央控制计算机在监控的范围和信息存储及处理能力上有一定限制。因此，对点多、面广的楼宇自控来讲，必须使用多个DDC，并将其联网（现场总线），组成集散型控制系统。
一、什么是现场总线？
现场总线(Fieldbus)是用于自动化等领域最底层的、具有开放的、统一的通信协议的、直接与现场仪表互连的通信网络，是现场通信网络与控制系统的集成。它实现了智能化测量仪表与控制器间的双向串行多节点数字通信。（原DDC采用模拟传输。）
二、现场总线的优点有那些？
1、一对N结构 ：一对传输线，N台仪表，接线简单，工程周期短，节省布线费用。如果增加现场设备或现场仪表，只需并行挂接到电缆上，无需架设新的电缆。
2、数字化传输，可靠性高；
3、双向传输。传统的4-20mA电流信号，一条线只能传递一路信号。现场总线设备则在一条线上即可以向上传递传感器信号，也可以向下传递控制信息。
4、易实现远程 *** 作与控制。 *** 作员在控制室既可了解现场设备或现场仪表的工作状况，也能对其参数进行调整，始终处于 *** 作员的远程监控和可控状态，提高了系统的可靠性、可控性和可维护性。
5、互换性 。不同厂商的仪表可以互换。
6、互 *** 作性 。用户把不同制造商的各种品牌的仪表集成在一起，进行统一组态，构成他所需的控制回路。不必对它们之间的信号交换再做硬件与软件的工作。
7、综合功能强。现场仪表既有检测、变换和补偿功能，又有控制和运算功能，实现一表多用。
8、全分布。控制站功能分散在现场仪表中，通过现场仪表就可以构成控制回路，实现了彻底的分散控制，提高了系统的可靠性、自治性和灵活性。
9、开放式系统。现场总线为开放式互连网络，所有技术和标准都是公开的，所有制造商都必须遵循。这样用户可以自由集成不同制造商的通信网络，既可与同层网络互连又可与不同层网络互连；另外，用户可极其方便地共享数据库。
三、现场总线的网络结构有几种？
线型（总线型、菊花链型）、星型、树型
目前常用的现场总线有：CAN总线、LonWorks总线、Profibus总线等。
四、什么是DCS系统？
又称分布式控制系统(DCS—Distributed Control System)，它的特征是“集中管理，分散控制”，即将分布在现场被控设备分监测、保护与控制，每片安装一台控制器（下位机），将故障分散；通过网络将控制器联起来，实施集中管理，在总控制室可以通览全局。该系统克服了计算机集中控制带来的危险性高度集中和常规仪表控制功能单一的局限性。
传感器/控制器群针对水、电、气、报警、消防等终端设施进行检测与控制，一般根据监控需求按类或按组控制。对大型DCS，中间还有区域控制中心。
五、基于DCS的楼宇自动化控制方案有哪些？
1、按楼宇设备功能组织的集散型BAS系统
2、按楼宇建筑层面组织的集散型BAS系统
六、三、智能建筑变电系统中，对负荷分布及变压器的配置有何要求？
变电所应尽量设在负荷中心，以便于配电，节省导线，也有利于施工。根据负荷计算变压器容量，选择变压器。
就负荷的竖向分布来说，负荷大部分集中在下部，因此应将变压器设置在建筑物的底部。
40层以上的高层建筑中，电梯设备较多，宜将变压器按上、下层配置或者按上、中、下层分别配置。
输电：
七、智能建筑的供电一般采用何方案？
由母线、开关、配电线路、变压器等组成一次的供电电路，这个电路就是供电系统的一次结线，即主结线。智能化建筑由于功能上的需要，一般都采用双电源进线，即要求有两个独立电源，常用的供电方案如图。
八、智能楼宇的低压配电方式一般有哪些？
低压配电方式是指低压干线的配线方式, 低压配电的接线方式可分为放射式、树干式、混合式，（配电就是将220、380V等电压送给设备）。
六、BAS对供电系统应完成的检测功能有哪些？
高/低压进线、出线与中间联络断路器状态检测和故障报警，电压、电流、功率、功率因数的自动测量、自动显示及报警装置。（进大厦参数）
变压器二次侧电压、电流、功率、温升的自动测量、显示及高温报警。（大厦区域参数）
配电柜中交流电源主进线开关状态监视设备，输出电压、电流等参数的测量、显示及报警。（各具体区域用电）
备用电源系统，包括发电机启动及供电断路器工作状态的监视与故障报警设备，电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、油箱油位、进口油压、冷却水温和水箱水位等参数的自动测量、显示及报警。
九、七、照明监控系统应完成的功能有那些？
(1) 根据季节的变化，按时间程序对不同区域的照明设备分别进行开/停控制。
(2) 正常照明供电出现故障时，该区域的事故照明立即投入运行。
(3) 发生火灾时，按事件控制程序关闭有关的照明设备，打开应急灯。
(4) 有保安报警时，将相应区域的照明灯打开。
另外还有节能照明、艺术照明等等。
一．空气调节的任务是什么？
空调的任务是按照使用的目的对房间或公共建筑物内的空气状态参数进行调节，为人们的工作和生活创造一个舒适的环境。一般通过对温度、湿度的控制实现。
夏季应在25－27度，冬季在16－20度。
冬季在40％－50％，夏季在50％－60％较为适宜。
二、空气调节系统一般有几部份组成？
1、进风部分 2、空气过滤部分 3、空气的热湿处理部分 4、空气输送和分配部分 5、冷热源部分
三、楼宇自动化对空调控制系统的要求是什么？
（1）监测功能
监视风机电机的运行/停止状态；
监测风机出口空气温度和湿度参数；
监测新风过滤器两侧压差，以了解过滤器是否需要更换；(注意）
监视新风阀打开/关闭状态。
（2）控制功能
控制风机启动/停止；
控制空气—水换热器水侧调节阀，使风机出口温度达到设定值
控制干蒸汽加湿器阀门，使冬季风机出口空气湿度达到设定值。(冬季干燥要加湿）
（3）保护功能
冬季当某种原因造成热水温度降低或热水停止供应时，应该停止风机工作，关闭新风阀门，以防止机组内温度过低导致冻裂空气—水换热器；（如东北）
当热水恢复正常供热时，应该能启动风机，打开新风阀，恢复机组正常工作。（局部过热）
(4) 集中管理功能
智能大楼各机组附近的DDC控制装置通过现场总线与相应的中央管理机相连，于是可以显示各机组启/停状态；
传送温度、湿度及各阀门状态值；
发出任一机组的启/停控制信号；
修改送风参数设定值；
任一新风机组工作出现异常时，发出报警信号。
（空调机组不止一台，集散）
四、空调控制系统的典型控制回路有哪些？
1、将回风管的温度与系统设定值比较，用PID控制电动阀的开度，保持回风温度稳定；
2、检测送风管内的湿度值与设定值比较，采用PI控制湿度电动调节阀，使室内湿度保持稳定；
3、对新风管、回风管的温度湿度进行检测，计算新风与回风的焓值，按回风与新风的焓值比例，控制新风门与回风门，达到节能；
4、测量送风机两侧的压力，调节送送风量，保持送风管内有足够的风压。
5、风机启停控制、风机运行状态的检测与故障报警、过滤网堵塞报警等。
一、给水排水监控系统的主要功能是什么？
它的主要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行，实现高效率、低能耗的最优化控制。
二、给排水计算机监控系统主要监控的工艺参数和状态参数有哪些？
1）水池、水箱的水位
2）各类水泵的工作状态。
3）出水压力与报警。
三、智能大厦供水系统的供水方式有几种？
重力给水系统、压力给水系统、水泵直接给水
四．排水系统实现的监控功能有哪些？
1、主要设备：排水水泵、污水集水井、废水集水井等。
2、主要监控功能
(1) 集水井和废水井水位检测及超限报警。
(2) 根据污水集水井与废水集水井的水位，控制排水泵的启/停。当水位达到高限时，连锁启动相应的水泵，直到水位降至低限时连锁停泵。
(3) 排水泵运行状态的检测以及发生故障时报警。
一、电梯是如何分类的？
1、按控制方式分:
手动控制电梯(类似于升降机,两个位置)
自动控制电梯(轿厢内/外信号/其它信号综合分析、控制运行)
群控电梯（综合各种信号、实施优化调度）
2、按控制器件
继电控制、半导体控制、微机控制
3、按驱动形式
交流、直流、液压
4、按用途
客梯、货梯、客货梯、消防电梯、船用电梯
观光电梯
自动扶梯
自动人行道（首都机场）
5、按速度分
低速电梯：额定速度v≤1m/S，以货梯、病床电梯为主，货10层以下客货两用电梯；
中速电梯：1m/S<v<2m/S，以客梯、住宅电梯为主，用在15层以内建筑物；
高速电梯：2m/S≤v<4m/S的电梯，一般用于高层写字楼客梯，16层以上；
超高速电梯：v≥4m/S，游览梯，20层以上。
二、电梯的监控系统应完成的功能有哪些？
1）电梯运行状态的监视
电梯的启、停状态
运行方向（如何判断）
楼层计数器增大或减少、电机转动的方向（观点编码器）
电梯所处的位置
电梯的供电情况
电梯的运行方式：自动、司机、检修
安全保护装置的动作情况
电梯远程故障诊断
2、电梯系统报警信号监视
电梯故障报警：
电动机、制动器、门系统设备故障报警；
限速器、限位开关、极限开关等安保装置的报警；
超载信号报警。
紧急情况报警监视：
乘客被困电梯；
乘客安全监视（闭路电视）；
发生地震、火灾。
3、电梯系统的管理与控制
1）电梯的日常管理
由智能大厦控制中心完成，系统可对电梯进行24小时不间断监视，主要包括：电梯的运行时间、运行状态、运行线路、故障情况等，并可形成报表。
2）应急情况下的电梯控制
乘客被困电梯：
如停电造成，投入备用电源；如为机械故障，联系人员维修，或采取其它措施；
火灾管理
应急电源给消防电梯供电，进入消防状态；
普通电梯回到基站，放客后切断电源；
启动广播，即时报告火警情况，安抚顾客。
一、社会生活中,不安全的因素有哪些?安防自动化研究的重点是什么?
1、自然灾害（火、震、水等）；
2、准自然灾害，如产品设计不合理、环境卫生不合格等；
3、人为属性的不安全，如偷盗、抢劫、刑事犯罪等。
安防自动化研究的重点是防盗、防火。
二、安防自动化的含义是什么？
以电子技术、传感技术和计算机技术为基础，用各类安全防范器材构成的一个系统。一旦出现了入侵、盗窃等犯罪活动或火灾情况，安全防范系统能及时发现，及时报警，电视监控系统能自动记录现场和过程，从而节省了人力物力，提高了效率。
三、三、安防自动化系统如何分类？
安全自动化、消防自动化
保安自动化系统包括出入口控制、防盗报警、闭路监控
消防自动化系统包括火灾探测、报警、灭火系统。
四、什么是门禁系统？一般由几部分组成？
对人进门或出门实施控制的系统叫门禁系统。重点是进门系统的控制。它一般由目标识别系统、控制执行系统、计算机管理系统组成。
五、门禁系统各部分的作用如何？
1、目标识别系统
将目标信息转换为电信号送控制器。通常由输入卡（钥匙）、读卡器、转换器组成。
2、控制执行系统
将目标信息与上位机发来的信息比较，一致开门，否则发出报警信息；
3、计算机管理系统
1）对各门禁控制器系统实施管理，如控制器动作的命令、控制参数的修改；2）目标信息的修改，如卡信息的修改。
六、通常采用什么方式对目标进行识别？
生物特征识别(由目标自身特性决定)系统如指纹识别、掌纹识别、眼纹识别、面部特征识别、语音特征识别等。
编码识别(由目标自己记忆或携带)系统如普通编码键盘、乱序编码键盘、条码卡识别、磁条卡识别、接触式IC卡识别和非接触式IC卡识别等。
七、防盗报警系统的作用是什么？
防盗报警系统就是用探测器对建筑物内外重点区域、重要地点布防，在探测到非法入侵者时，信号传输到报警主机，声光报警，显示地址。有关值班人员接到报警后，根据情况采取措施，以控制事态的发展。防盗报警系统除了上述报警功能外，尚有联动功能。例如开启报警现场灯光(含红外灯)、联动音视频矩阵控制器、开启报警现场摄像机进行监视，使监视器显示图像、录像机录像等等，这一切都可对报警现场的声音、图像等进行复核，从而确定报警的性质(非法入侵、火灾、故障等)，以采取有效措施。
八、防盗报警系统有几部分组成？画出系统结构图。
防盗报警系统一般由探测器、区域控制器和报警控制中心的计算机三个部分组成，如图所示。
九、从测量原理出发，举出三种常用报警探测器？
根据不同的防范场所选用不同的原理的传感器，如红外探测器、振动电磁探测器、微波探测器、超声波探测器、激光探测器、光电开关探测器等。
十、按警戒范围探测报警器如何分类？
(1) 点探测报警器
(2) 线探测报警器
(3) 面探测报警器
(4) 空间探测报警器
十一、闭路电视监控系统的作用是什么？
1、在控制室观察大厦内外情况；
2、为保安提供视觉效果；
3、消防人员提供视觉效果；
4、也可监视机电设备的运行。
十二、闭路电视监控系统有几部分组成？画出系统结构图
摄像、传输、控制和显示与记录四部分
引言我们展示了一个利用高质量的绝缘体上锗 (GeO) 晶片通过晶片键合技术制造的阿格 / 非晶硅混合光子集成电路平台的概念验证演示。通过等离子体化学气相沉积形成的非晶硅被认为是传统硅无源波导的一种有前途的替代物。利用锗有源层的高晶体质量和非晶硅波导的易制造性，在锗硅晶片上成功地实现了与非晶硅无源波导单片集成的低暗电流锗波导 PIN 光电探测器。
介绍
近几十年来，硅光子学领域取得了重大进展。其中，将阿格薄膜引入硅基平台被证明是一种成功的方法，它不仅能够实现新的器件功能，更重要的是，能够在单个芯片上实现各种先进系统。锗具有许多优于硅的光学特性。它在 1.3 微米至 1.55 微米的波长下表现出很强的光吸收，使其成为光纤通信中光电探测器 (PDs) 的理想选择。在锗中也观察到了大的电吸收效应，使其成为实现高效光强度调制器的有前途的材料。虽然锗是一种类似于硅的间接带隙半导体，但它在γ谷的直接带隙仅比间接带隙高 0.14 电子伏。借助新兴的能带结构工程技术，甚至有可能制造实用的锗基光源。因此，通过实现锗有源光子器件和硅无源器件，锗和硅之间的集成为实现具有成本效益的高度功能化光子集成电路 (PIC) 平台提供了有希望的手段，适用于广泛的应用。
为了使锗与硅结合，传统的方法包括在硅上外延生长锗。然而，锗和硅之间 4.2% 的大晶格失配通常导致生长的锗层以及锗 / 硅界面中的高密度位错缺陷，这可能充当不期望的产生 / 复合中心，降低锗晶体质量并因此降低器件性能 [1] 。尽管已经进行了许多尝试来提高外延锗层的质量，包括诸如两步生长、使用分级硅锗缓冲层、纵横比俘获和退火技术的方法，但是仍然难以消除外延生长期间产生的所有缺陷并获得足够高质量的阿格薄膜。
除了工艺复杂、成本高的先进外延生长方法外，晶圆键合技术对于高质量锗硅集成也很有前景。通过将阿格薄膜从阿格大块晶片转移到硅衬底上，可以避免由于晶格失配引起的晶体缺陷。此前，我们已经报道了通过结合晶圆键合和智能剥离技术技术成功制造出高质量的绝缘体上锗 (GeOI) 晶圆。
实验
非晶硅无源波导
无定形硅以其工艺简单和集成光学设计灵活而闻名 [22–24] 。为了检验其替代传统硅波导用于在锗硅衬底上互连的能力，在 2 微米厚的二氧化硅覆盖的硅衬底上制造非晶硅波导，这也用于锗硅晶片制造。
为了便于测量，在非晶硅波导的两端设计了一对聚焦光栅耦合器，采用了与传统 SOI 光栅耦合器相似的设计方法 [25] 。假设 a-Si 的折射率值为 3.7 ，应用 560 nm 的光栅间距、 0.5 的填充因子、 9 的入射角和 70 nm 的蚀刻深度作为具有 220 nm 的 a-Si 层厚度的光栅耦合器的设计参数，目的是在 1550 nm 的中心波长实现。此外，光栅耦合器和硅波导也制作在 SOI 晶片上，该晶片包含 220 纳米厚的硅顶层和 2 微米厚的二氧化硅盒作为比较。
图 2(a) 显示了与聚焦光栅耦合器集成在一起的人工非晶硅波导的显微镜平面图。为了表征 aSi 波导的传输特性，来自商用可调谐激光器的光输入通过单模光纤 (SMF) 耦合到输入光栅耦合器。然后，输出光再次从输出光栅耦合器耦合到另一个 SMF ，透射功率由铟镓砷光电探测器测量。图 2(b) 显示了与一对光栅耦合器耦合的 1 微米宽 0.9 毫米长的非晶硅波导的典型透射光谱。
图。 2. 与聚焦光栅耦合器集成的非晶硅波导的显微镜平面图。插图显示了非晶硅光栅耦合器的放大图。与一对光栅耦合器耦合的非晶硅波导的典型透射光谱。
高质量 GeO 晶片上的 Ge 脊形波导 PDs
高质量的锗层对于获得高性能的锗钯非常重要。为了获得高质量的锗硅晶片，通过结合晶片键合和智能剥离技术技术，将来自阿格大块晶片的阿格薄膜转移到硅衬底上 2μm 厚的二氧化硅层上。对化学机械抛光后的锗晶片进行优化的热退火工艺，进行表面平面化，进一步提高锗晶体质量。参考文献 [20] 中给出了 GeOI 晶圆制造的细节。霍尔测量显示，在所制造的 GeO 晶片上的锗层中，具有超过 2000 cm2/Vs 的高空穴迁移率和大约 1 1016 cm3 的低载流子密度，这对于各种基于锗的功能器件是理想的。为了进一步研究锗的晶体质量，对锗衬底进行了透射电子显微镜观察。
图 4 显示了制造的 GeO 晶片的横截面 TEM 图像。插图显示了靠近锗和二氧化硅盒界面的锗层的放大图。
结论
我们已经使用晶片键合的GeOI衬底对阿格/非晶硅混合PIC平台进行了概念验证演示。利用锗层的高晶体质量和强光学限制，在锗衬底上实现了具有低暗电流和高响应度的阿格脊形波导。我们还研究了非晶硅波导替代传统硅波导在锗硅晶片上进行无源互连 的能力。与传统的硅波导相比，所制备的非晶硅条形波导表现出良好的传输特性，表明非晶硅在锗硅晶片上应用于集成光学具有很大的潜力。通过在阿格台面上引入倾斜侧壁结构，实现了锗 / 非晶硅在锗硅晶片上的共形沉积，并在此基础上成功实现了非晶硅波导集成锗钯。此外，所提出的集成方案也适用于键合在二氧化硅 / 硅晶片上的 ⅲ- ⅴ 族层，实现了更大的功能和更多的可能性。因此，未来可以为先进的集成光子学开发一个有前途的锗 / ⅲ - 钒 / 非晶硅光子学平台。
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