华为米光灿博士研究方向调研

快速调研

要求

• 华为先进光技术实验室的米光灿博士可能将某些新技术用在他们的das设备上。把米光灿博士的相关研究（比如论文、报告等）看一下、梳理下，输出一个文档（她的研究方向、研究内容等）

结论

1. 米光灿博士研究方向总结
   
   • 在华为的研究集中在光分插复用器、光放大器和围绕光通信相关的系列硬件的设计和方法，具体体现在其参与申请的发明专利上；论文方面没有与DAS紧密相关的技术；根据成果的合作人顺藤摸瓜找出来华为先进光实验室的两位资历更深的做光纤硬件相关的研究人员，分别是冀瑞强和李彦波，两位的研究也集中在光硬件上。
2. 从算法和硬件的角度评价米博士的研究
   
   • 从入侵检测算法的角度看，以上三位的研究均与硬件相关，对算法的研究没有大的帮助。
   • 从增大光信号幅度的角度看，米博士的专利--量子点半导体光放大器及其制备方法（此光放大器可以降低器件的波长相关性，合理调节覆盖的波段宽度，且减小噪声指数。）最有可能用于提升我们的硬件设备。
3. 从华为先进光实验室的产品宣传上，对识别算法相关内容有如下解读：
   
   • 根据广告宣传片披露的方案信息来看，“增强ODSP模块”是华为研发的用于光传输的一个硬件设备，其中集成了超强盲点纠错算法（此算法细节并未披露更多）。华为用于光纤震动感知识别算法的流程大致为：信号采集--> 滤波降噪 --> 将一维波动数据变换为二维图片 --> 以32通道数据为输入，进入识别模型 -->输出识别结果，华为声称可以分辨羊群跑过、人工挖掘、挖掘机挖掘等待各种各样的事件。
   • 从宣传片看华为的设备不存在入侵信号幅度小的问题，有效信号的采集率指标99.9%
   • 识别模型同时处理32个通道的光纤数据，模型对入侵事件的Recall为100%，准确率为97%
   • 在实际场景中日产1000个新场景样本，模型在新数据上不断进行迭代学习

米光灿博士研究方向与研究内容

经历

• 2014-2018 加拿大艾伯塔大学（University of Alberta）电子与计算机工程系博士
• 2018-至今 华为先进光实验室

研究方向

• 博士期间做的研究偏向于微纳光子器件的设计、仿真与制造及其在光纤通信、光信号处理和光传感中的应用。
• 就职于华为先进光技术实验室期间研究：
  
  • 光分插复用器及光信号传输、处理方法
  • 光放大器及其制备方法
  • 光源模块、光通信设备、光发送机、光调制方法等
  • 光模块、数据中心系统、数据传输方法

研究内容

1. 就职于华为先进光技术实验室申请的专利：米博士的专利更专注于光通信和光信号处理的硬件设计方面，比起论文她的专利更贴近我们的项目，专利列表，以下是专利及其简介：

   • 光分插复用器及光信号传输方法：主要用于降低光分插复用器中光信号传输的损耗。
   • 光分插复用器及光信号处理方法：光分插复用器包括多个级联的滤波单元；每个滤波单元中的TC和MEMS耦合器用于将滤波单元的滤波谱型调节为目标滤波谱型，使得该光分插复用器能够下载/上载不同类型的滤波谱型的光信号。
   • 量子点半导体光放大器及其制备方法：此光放大器可以降低器件的波长相关性，合理调节覆盖的波段宽度，且减小噪声指数。
   • 一种波长锁定方法以及装置：申请实施例公开了一种波长锁定方法以及装置，用于提高对高阶微环进行波长锁定的准确度。
   • 一种光分插复用装置及其控制方法：申请实施例公开了一种光分插复用装置及其控制方法，用划分波段的方式降低了微环的半径要求，降低微环滤波器的制造难度，从而提升光分插复用装置的可靠性。
   • 一种上下载滤波器、光分插复用器以及波长控制方法：申请实施例公开了一种上下载滤波器、光分插复用器以及波长控制方法。
   • 光模块、数据中心系统以及数据传输方法：用于提升光模块的连接能力，降低光模块成本。
   • 光发送机和光调制的方法：本申请提供了一种光发送机，包括：波长选择器和多个调制器组，降低光信号的发送时延。
   • 光源模块和光通信设备：申请涉一种应用于光通信设备的光源模块，包括基板、光源、电接口、第一光接口和第二光接口。

2. 就职于华为先进光技术实验室发表的论文：主要解决光电子集成电路解决未来数据中心成本和功耗问题、可调谐激光器和光栅耦合器等，在算法方面对我们的项目没有参考性。

   • 2019：Optoelectronic integrated circuits for growing datacenters: challenge, strategy, and evolution
     
     • 当数千台服务器连接在一个站点上时，超大规模的数据中心会驱动惊人的以太网容量，从而在服务器、交换机和路由器之间创建高密度的互连链路。为了满足未来数据中心在成本、功耗、端口密度和性能方面的需求，光技术被认为是可能的解决方案。本文介绍了用于降低数据中心光网络功耗、提高端口密度、降低成本的光电子集成电路技术的发展，如光电子芯片的小型化、高密度光耦合、电光协同封装、纳米级光开关的集成、将概述，以及研究和工业活动的进展。
   • 2021: Design of electro-optically tuned silicon micro-ring resonator for tunable laser application with nanosecond switching time
     
     • 为了设计一个用于ns可调谐激光器的硅PIN腔，研究了与电光调谐相关的热光效应，并观察了∆neff与电压的关系。PIN波导的热光效应会降低外腔的性能。提出了避免这种影响的优化策略，并通过实验进行了验证。最后，测量了可调谐微环在5ns内的切换速度。
   • 2022：High-efficiency grating coupler based on fast directional optimization and robust layout strategy in 130 nm CMOS process
     
     • 实验证明了一种高效的光栅耦合器结合了交错蚀刻和apodized结构的光纤-芯片耦合。采用快速定向优化的方法对光栅耦合器进行优化，以达到优化的目的。光栅耦合器采用扩展掩模的布局策略，以避免多蚀刻结构的对准误差。在波长为1549 nm，带宽为47 nm的条件下，测量到耦合效率为2.2 dB。光栅耦合器，没有金反射器，亚波长折射率匹配结构，或额外的材料层，是使用商业硅光子工艺制造的最小特征尺寸为140 nm。该光栅耦合器的设计提供了一种健壮有效的耦合方案，该方法可用于符合标准铸造设计规则的设计。
3. 博士期间论文：研究集中在大气层氢气和二氧化碳的光器件传感器研究，对我们的项目没有参考性
   
   • 2016 Silicon microring refractometric sensor for atmospheric CO2 gas monitoring 用于大气CO2气体监测的硅微环折光传感器
   • 2014 Characteristics of surface plasmon polaritons at a chiral–metal interface 手性-金属接口表面等离子体激元的特性
   • 2017 Silicon photonic dual-gas sensor for H2 and CO2 detection 用于H2和CO2探测的硅光子双气体传感器
   • 2015 Fabrication and characterization of edge-conformed graphene-silicon waveguides 边缘规整石墨烯硅波导的制作与表征
   • 2015 Compact silicon photonic refractometric sensor for atmospheric CO2 gas monitoring 用于大气CO2气体监测的紧凑型硅光子折射传感器
   • 2016 A differential ellipsometric method for accurate chirality measurement 一种精确测量手性的微分椭圆偏振法
   • 2017 Silicon Photonic Multi-Analyte Sensing System and Surface Plasmon Enhanced Chirality Detection 硅光子多分析传感系统及表面等离子体增强手性检测

华为先进光实验室光纤振动传感产品及人员调研

• 产品卖点：
  
  • 采得全：增强ODSP模块，内置超强盲点纠错算法，实现有效信号采集率提升至99.9%，0漏报
  • 识得准：32维振动波纹分析算法，准确率提升至97%
  • 学得快：Hi-AI内核，快速迭代海量新场景样本，效率可达1000个/天
• 个人解读：
  
  • 根据广告宣传片披露的方案信息来看，“增强ODSP模块”是华为研发的用于光传输的一个硬件设备，其中集成了超强盲点纠错算法（此算法细节并未披露更多）。华为用于光纤震动感知识别算法的流程大致为：信号采集--> 滤波降噪 --> 将一维波动数据变换为二维图片 --> 以32通道数据为输入，进入识别模型 -->输出识别结果，华为声称可以分辨羊群跑过、人工挖掘、挖掘机挖掘等待各种各样的事件。
  • 从宣传片看华为的设备不存在入侵信号幅度小的问题，所以才会提到有效信号的采集率指标99.9%
  • 识别模型同时处理32个通道的光纤数据，模型对入侵事件的Recall为100%，准确率为97%
  • 在实际场景中日产1000个新场景样本，模型在新数据上不断进行迭代学习
• 先进光实验室其他人员的公开成果统计
  
  • 冀瑞强：出身于中国科学院半导体研究所，14年入职华为先进光实验室。拥有30项有关光通信的发明专利，多项专利与米光灿一同申请，盲猜是米光灿的上级，其发明专利列表见此处
  • 李彦波：出身中国科学院半导体研究所，与冀瑞强合作申请多篇光信号器件的专利，个人光通信相关器件专利数超50篇，其发明专利列表见此处