应用Multisim研究不同结构二维PSD的线性度

应用电路模拟软件Multisim对四边形结构、方形结构、直角形结构、双面结构位置敏感探测器的线性度进行仿真实验研究，得到了相应的线性网格图，并进行了分析.综合比较这几种不同结构二维位置敏感探测器的线性度.结果表明：四边形电极结构位置敏感探测器的位置误差最大，中央40％光敏区的位置误差约为10.05％，直角型电极结构位置敏感探测器，双面型电极结构位置敏感探测器以及带电阻边框的方形电极结构位置敏感探测器在相应区域的位置误差的误差分别为3.70％，0.29％，0.12％.对计算结果与试验结果进行了比较，表明该方法具有简单直观，参量变化多样性，结果可靠的优点.     

利用ICCD定位宇宙线来测量探测器时间分辨的方法研究

本研究采用双层150 mm×150 mm闪烁条阵列定位宇宙线的入射和出射位置. 阵列信号光使用波移光纤吸收传输,在ICCD相机前插入前置像增强器,使信号光延迟大于200 ns, 使ICCD可以由外部高速触发信号控制,有效记录随机触发事例.该宇宙线定位系统可以同时多点密集测量 通用探测器测试平台的时间分辨和闪烁光的渡越时间.该新方法与传统时间分辨测量方法相比提高了30倍以上 的效率.实验结果显示:时间探测器的时间分辨好于200 ps,满足通用探测器测试平台的设计要求.     

基于无衍射光的光互连系统的对准偏差研究

以信噪比为性能指标,以相邻光通道之间的串扰和探测器前置放大器的热噪声作为系统噪声的来源,研究了基于无衍射光的光互连系统在不同对准偏差条件下的性能.研究表明,探测器阵列的尺寸参数可作为系统对准偏差容忍度和信噪比的优化参数.扩大探测器半径,减小探测器间距可以使系统包容更大的对准偏差,但为了保证一个可以接受的信噪比,探测器间距不应过小.此外,采用无衍射光的光互连系统具有不受纵向对准偏差影响的优点.     

基于选区外延技术的单片集成阵列波导光栅与单载流子探测器的端对接设计

选区外延技术是实现有源与无源光器件单片集成的一种有效的工艺手段,但同时对两种器件在异质生长界面处的对接结构提出了更高的设计要求.本文通过选区外延技术实现了InP基O波段4通道阵列波导光栅与单载流子探测器的单片集成.通过光学仿真重点研究了选区外延后界面处形貌对无源波导结构与有源光探测器间光耦合效率的影响,包括伸长的光学匹配层、二次外延生长边界位置、波导刻蚀边界位置等因素.研究结果表明,在保证二次外延生长边界对准异质对接界面时,将光学匹配层伸出探测器前端10μm并与外延边界无缝对接既可以保证高效的光传输效率(或探测器量子效率),又可以避免外延界面处的异常生长对器件制备工艺的影响,保证生长工艺与器件制备工艺的兼容性.成功制备的单片集成芯片具有高达76%的探测器量子效率,证明了对接方案的有效性.同时,集成芯片的低串扰(-22 dB)与解复用特性展示出其作为解复用光接收芯片具有巨大潜力.     

超宽禁带半导体β-Ga_2O_3及深紫外透明电极、日盲探测器的研究进展

β-Ga_2O_3是一种新型的超宽禁带氧化物半导体,禁带宽度约为4.9 eV,对应日盲区,对波长大于253 nm的深紫外一可见光具有高的透过率,是天然的日盲紫外探测及深紫外透明电极材料.本文介绍了Ga_20_3材料的晶体结构、基本物性与器件应用,并综述了β-Ga_2O_3在深紫外透明导电电极和日盲紫外探测器中的最新研究进展.Sn掺杂的Ga_2O_3薄膜电导率可达到32.3 S/cm,透过率大于88%,但离商业化的透明导电电极还存在较大差距.在日盲紫外探测器应用方面,基于异质结结构的器件展现出更高的光响应度和更快的响应速度,ZnO/Ga_2O_3核/壳微米线的探测器综合性能最佳,在-6 V偏压下其对254 nm深紫外光的光响应度达1.3×10~3A/W,响应时间为20μs.     

室温中红外HgCdTe光导探测器响应率的温度特性

为了评定基于室温中红外HgCdTe光导探测器的氟化氘激光阵列靶斑仪系统的测量不确定度,需要对HgCdTe光导探测器响应率的温度特性进行定量分析.理论分析了室温中波红外HgCdTe光导探测器响应率与温度和波长的关系,得出了在一定范围内探测器响应率可以近似表示为温度和波长变量分离函数形式的假设.采用波长为3.8μm和1.31 μm激光光源,分别测量了在-40℃～+30℃温度范围内室温中波红外HgCdTe探测器响应率变温特性,实验结果验证了在测量不确定度范围内假设的正确性.基于此结论,提出了一种高效标定HgCdTe光导探测器在氟化氘激光波长处响应率温度特性的实用方法.     

体吸收、边电极热电探测器的分析

本文用一维热扩散模型推出了体吸收、悬空型、边电极热电探测器响应率的表达式,并计算了SBN热电探测器的响应率和NEP与材料的吸收系数、器件厚度、工作频率以及前置放大器输入电容之间的关系。本文认为:1.体吸收、悬空型、边电极热电探测器具有最佳响应率厚度和最佳NEP厚度。两种最佳厚度可以根据本文导出的响应率公式和已知的噪声公式计算出来。2.在某些波段,如果能把材料的吸收系数提高到5×10⁴cm^-1以上,就可以研制性能优良的体吸收薄膜器件。     

还原石墨烯氧化物-银纳米线柔性复合电极的制备与性能研究

制备了一种具有高导电性、高透过率以及良好的柔性和机械稳定性的还原石墨烯氧化物(RGO)-银纳米线(AgNW)复合电极.将低浓度的AgNW旋涂在制备的RGO薄膜上,使AgNW搭接在RGO的晶界、褶皱处,提高了RGO薄膜的载流子迁移能力.在保证透过率的前提下,提高复合薄膜的导电性能.结合薄膜转写工艺,制备了电阻为420 Ω/口且透过率达62％的RGO-AgNW柔性复合电极.该复合电极具有良好的柔性以及机械稳定性,随着弯折次数的增加,电阻没有明显变化.     

弱光探测器中复合抛物面聚光镜

基于非成像光学的原理,设计并研制了一种用于弱光探测器的复合抛物面聚光镜.提出基于遗传算法的优化设计聚光镜电子光学系统的新方法,将探测器阳极对光电子的接收率作为遗传进化的目标函数,把复合抛物面聚光镜系统的几何结构参量和电参量作为优化设计的搜索变量,通过控制遗传算法的遗传进化方向,进行全局优化调整.仿真实验结果表明,优化后的聚光镜在会聚光线的同时可以对光电子实现有效的会聚.当入射角为30°时,光透过率高于75%,电子收集率为100%,可以满足具有反射式光电阴极和大探测面积的弱光探测器要求.     

氮化镓材料中深能级中心光离化谱测试与分析

设计了一种可用于测试氮化镓材料深能级中心光离化截面的光谱测试方法,该方法建立在使用PID技术控制氮化镓样品中光电流变化为恒定值的基础上,结合光电流测试、霍尔效应、光强度测试等实验手段给出深能级中心光离化截面的实际值。使用该方法得到的光离化截面测试误差同光电探测器对不同入射光子的响应能力有关,光离化截面测试误差随入射光子能量增加不断增大,在入射光子能量较高的情况下,光离化截面测试误差约为8%。对氮化镓材料深能级中心光离化谱分析发现,即使在入射光子能量小于深能级同导带之间能量差2.85eV的情况下,深能级中心仍能在一定程度上吸收该能量的入射光子,表明深能级中心缺陷同周围晶格产生一定程度的耦合。     

电共轭流体微型泵的实验研究

为了解决MEMS技术制备具有超厚、高深宽比电极结构的射流发生器中三角柱电极尖端部分出现的弧形缺陷以及脱模时缝隙电极易脱落等问题,提高射流发生器的制作质量以及电共轭流体微型泵的输出性能。结合理论分析与反复试验提出了一系列改进措施:优化涂胶、热处理、显影等工艺的参数以及缝隙电极的形状,采用新型KMPR光刻胶去除方法等。通过应用上述方法获得的射流发生器中,三角柱电极-缝隙电极对厚度约500 m,深宽比高,三角柱电极尖端结构完整,缝隙电极附着率有很大提高。同时,利用制备的射流发生器,设计、装配了电共轭流体微型泵的样机。     

角锥棱镜腔激光二极管抽运被动调Q激光器

为了提高传导冷却条件下激光二极管(LD)侧向抽运被动调Q激光器的光束质量和输出稳定性,采用了两组半圆柱面激光二极管阵列侧向交错抽运两根串接的激光棒,实现了均匀抽运和散热。通过实验分析了横模结构对被动调Q稳定性的影响,设计了角锥棱镜-高斯输出镜非稳腔,在显著提高器件光束质量的同时,明显改善了被动调Q的稳定性,并保证了谐振腔的机械稳定性。在此基础上研制了一台重复频率20 Hz、单脉冲能量64 mJ、脉冲宽度7 ns、稳定性优于±5%、光束发散角0.6 mrad、光-光效率9.1%,且光轴指向稳定的工程实用器件。     

Spatial macroscopic structure of a pulsed microsecond discharge in barrier-metal gaps with a nonuniform electric field distribution

Electric and spatial characteristics of a pulse-periodic microsecond barrier discharge are investigated in different geometries—triangular prism, plate, and corrugated electrode—that are in contact with a dielectric plate and form a dihedral angle with it. It is established that, in the space of the dihedral angle, the regions of discharge represent alternating cylindrical layers with the axes lying on the contact line. The first conducting layer is formed at some distance from the contact edge of the electrode. The number of layers and their localization are determined by the angle formed between an electrode and the dielectric plate. A physical model explaining the main features of the structure formation is proposed.     

Sound generated by vortices in the presence of a porous half-cylinder mounted on a rigid plane

The sound generated by a single vortex and by two identical vortices in the presence of a half-cylinder made of porous material mounted on a rigid horizontal plane is studied theoretically using the acoustic analogy and the matched asymptotic expansion method. Both longitudinal and transverse dipoles are observed upon the introduction of the porous cylinder, but the former is considerably stronger than the latter in all the cases studied. Results suggest that the amplitudes of the dipoles and the overall acoustical energy radiated can be higher than that in the rigid cylinder case under some suitable combinations of flow parameters, especially when the flow resistance inside the porous material seen by the vortices is very small.     

电极结构对AlGaInP-LED阵列电流分布的影响

以AlGaInP-LED外延片为基片,设计了分辨率为320×240、像素尺寸为100 μm×100 μm的微型LED阵列。针对目前LED阵列普遍存在的电流分布不均匀的问题,建立了内部电流分布模型,研究了电极结构、电极尺寸及电极间距等不同因素对LED电流分布造成的影响。在单条形电极结构的基础上进行优化,综合考虑不透明电极的遮光效应等因素得到三条形电极结构为最优的电极结构,该电极结构的LED有源层均匀发光面积比未经优化的单条形电极提高了65.02%,比双条形电极提高25.63%,有效提高了微型LED阵列的出光效率,对改善LED芯片发光均匀性具有参考意义。     

Cavity enhanced absorption spectroscopy for N_2O detection at 2.86 μm using a continuous tunable color center laser

The cavity enhanced absorption technique is applied to N2O detection around 2.86 μm using a continuous-wave color center laser. A high-finesse triangular ring cavity is used in this technology. Transmission through the cavity is obtained by jittering the cavity-length with a piezo on one of the cavity mirrors. A minimum detectable absorption coefficient of 2 × 10-6 cm-1 is achieved with a mirror reflectivity of 99.24%, corresponding to a N2O detection limit of 600 parts per billion.     

储热空间内支撑结构对相变结晶膨胀的影响

相变储能技术作为一种特殊的储能技术,可以将能量跨地域、跨时间储存。相变储能材料在蓄放热过程中,温度可以在一定范围内保持恒定不变,并且具有储热密度高、性能稳定、材料来源广泛、适用于各领域等优点,但应用过程中也存在一些比较棘手的问题。本文选取典型的水合盐八水氢氧化钡,针对其膨胀特性进行了实验研究及分析。实验中,在材料储能体系中添加了不同截面、不同材质和不同布置方式的支撑棒,以烧杯破损率和破损时间来量化实验方案的改进特性。通过数据对比可以明显看到,在不同截面对比中,三角形截面支撑棒组的烧杯破损率最低,为40%,时间也较迟,在145 min之后烧杯才开始破损;不同材质下,除去亚克力材质组烧杯破损率在80%,其他金属材质下的烧杯破损率都较低,其中铝组和铜组的破损率分别为10%和0%;在不同布置方式下的降温实验中,除了一点式、两点式之外,其他排布方式下烧杯的破损率均为0%,材料降温速率也较快。最后,基于实验数据的对比,首次对相变材料成核趋向性及膨胀机理进行了分析,为水合盐相关研究及工程设计应用提供了可靠的数据及理论参考。     

双条形电极结构AlGaInP-LED微阵列器件的设计和实验研究

设计了一种基于AlGaInP发光材料的像素为320×240、单元像素面积为100 μm×100 μm 微型LED阵列。通过仿真和分析,设计了一种双条形电极结构。考虑到不同电极宽度下的电流分布情况以及电极的遮光效应,设计了电极宽度为13 μm 的优化电极结构,使得每个发光像素的表面出光面积比为50.15%,并分析了电极对有源层出射的光的反射影响。制定了基于MOEMS工艺的微型LED器件的制作流程并进行了基本实验研究,最终给出了制作出的上电极的单个单元照片。     

“水窗”波段类氦Al离子2p-3dX射线激光的粒子数反转研究

报道类氦Al用离子2p—3d粒子数反转的理论与实验研究结果,实验中观测到ls2p—ls3p能级间的粒子数反转,详细研究了其反转系数与激光等离子体参数及靶结构的相互关系,并与理论计算结果进行了比较,得到了令人满意的结果。     

光切成型石墨电极三维模面测量技术的研究

基于光切法三角测量原理,提出一种实现成型石墨电极三维模面的扫描测量方案.文中讨论了光切法三维测量原理及系统组成,并提出了一种基于均匀点阵的虚拟网格标定技术,最后给出了奥迪车门模型石墨电极模面的实际测量结果.通过对测量结果的分析表明此方案简易可行.