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对等离子体气动激励控制边界层进行了数值仿真。将等离子体气动激励对边界层的作用建模成动量和热量。通过由基于表面放电的二维流体体力模型得到的等离子体气动激励的体力分布函数,得到向边界层注入的动量和热量分布,将动量和热量以源项的形式引入N-S方程求解。研究了等离子体气动激励的强度、激励电极的数目、来流速度的大小以及热量项的大小对等离子体气动激励作用效果的影响,仿真结果与实验一致。     

无注入型发光二极管的载流子输运模型研究

无载流子注入型发光二极管(简称无注入型LED)因其简单的器件结构有望应用于Micro-LED、纳米像元发光显示等新型微显示技术.由于没有外部载流子注入,无注入型LED的内部载流子输运行为无法直接用传统的PN结理论进行描述.因此,建立无注入型LED的载流子输运模型对于理解其工作机理和提高器件性能具有重要意义.本文根据无注入型LED的器件结构,结合PN结理论建立无注入型LED的载流子输运数学模型.基于该数学模型解释器件的工作原理,获得器件的载流子输运特性,揭示感应电荷区长度、内部PN结压降与外加驱动电压频率的关系.根据建立的数学模型提出了针对无注入型LED器件设计的建议:1)减小感应电荷区掺杂浓度,可有效提高内部LED的压降;2)利用PN结的隧穿效应,可有效提高器件内部LED的压降;3)使用正负方波驱动可以获得比正弦驱动更大的内部LED压降.本文有关无注入型LED的载流子输运模型的研究有望为改善无注入型LED器件结构、优化工作模式提供理论指导.     

影响倒装焊LED芯片电流分布均匀性的因素分析

为研究影响倒装LED芯片电流密度均匀分布的因素, 建立了芯片的三维有限元电学模型, 采用COMSOL有限元仿真方法, 分析了芯片尺寸、电极结构、电流注入点对倒装LED芯片电流分布均匀性的影响, 并对相关机理进行了探讨. 研究结果表明, 芯片尺寸的增加扩展了电流的横向传输路径与横向电阻, 使LED芯片电流分布的不均匀性呈指数型恶化; 叉指式电极结构可有效缩短电流传输途径, 增加叉指电极数目有利于电流均匀性的提高; 通过在块状电极上合理设计电流注入点可缩短电流传输路径, 显著提高电流的均匀性.     

利用等离子体非定常射流实现单转子轴流压气机扩稳

实验研究了非定常等离子体射流对低速单转子轴流压气机稳定工作范围的影响。实验在低速单转子轴流压气机实验台上开展,在压气机转子前缘处布置一组等离子体激励器,通过施加非定常等离子体激励,在压气机转速为1500～2400r/min下实现了压气机扩稳。实验测量表明需要协调好激励器布置位置和激励强度之间的矛盾,将激励器靠近转子前缘对叶尖泄漏流的作用更强,不过距离转子过近会造成激励器与叶片之间易于爬电,这样无法提高激励强度,反而不利于扩稳,通过反复实验,发现在转子前缘19 mm布置激励器时不会发生爬电且扩稳效果比较理想。为了对等离子体诱导射流发生的反作用力有定量认识,利用电子天平测量了不同激励电压下反作用力的大小。     

LED的效率-电流特性自动检测系统研制

大功率LED的发光效率随注入电流大小的改变而发生变化,这一效率-电流变化关系是其照明应用中的关键特性之一,也是驱动电路设计的重要参考因素.研制了一套对LED这一光电特性的自动检测系统.为避免散热条件不同而导致测量结果的偏差,采用了相同平均值而不同峰值和相应占空比的矩形波电流来驱动LED,对LED光强和脉冲驱动的峰值电流...     

基于Taguchi方法的曲面底板LED阵列重影问题研究

重影是阅读灯急需解决的一个重要问题.为了分析影响曲面底板配光的LED阵列照明重影的因子,采用Taguchi实验方法设计,并通过TracePro软件仿真实验,再运用ANOVA理论分析出因子对品质的影响程度,优化曲面底板LED阵列的各项结构参数.结果表明:最优化组合的最小重影为1.19 mm;LED芯片数量对重影宽度影响最大,占有50.17％的影响地位.进一步,为得到重影宽度更小的组合,可通过调小芯片与光轴夹角实现.     

BaFCl:Eu2+中F色心的浓度和光激励截面与温度和紫外线的辐照波长的关系

本文研究了BaFCl:Eu²⁺在不同波长的紫外线辐照和不同的测定温度下的光激励发光性质.通过改变激励方式及激励光的扫描方向,给出了BaFCl:Eu²⁺光激励发光过程中,两种F色心的浓度比值和光激励截面比值与紫外线辐照波长和测定温度的关系.同时我们还研究了在激励读出过程中,对应两种F色心的光激励发光强度与激励温度的关系,并且给出了相应于F(Cl^-)心的热激活能.     

GaN基白光LED的结温测量

用正向电压法、管脚法和蓝白比法等三种方法测量GaN基白光LED的结温,获得了较为准确的结温,误差可以控制在4℃以内.正向电压法在恒定电流的条件下,得到了正向电压与结温的线性关系;蓝白比法在不同环境温度和不同注入电流两种情况下,都得到了蓝白比与结温较好的线性关系.提出了蓝白比法可能的物理机制,提高环境温度和增大注入电流都会使结温升高,蓝光峰值波长也会改变,这两个因素都会影响荧光粉的激发和发光效率.降低结温需要考虑的主要因素有白光LED的接触电阻、串联电阻和外量子效率,封装材料的热导率,反射杯和管脚的设计,以及空气散热部分的散热面积等.     

线宽增强因子对外光注入半导体激光器非线性单周期振荡特性的影响

线宽增强因子是影响半导体激光器输出特性的一个重要参量,不同材料不同结构类型的半导体激光器的线宽增强因子有较大的差异.利用光注入半导体激光器的单模速率方程模型,数值研究了线宽增强因子对外光注入半导体激光器的非线性单周期振荡特性的影响.结果表明:外光注入半导体激光器的动态特性对线宽增强因子的变化极为敏感,随着线宽增强因子的增加,在负失谐注入范围内单周期振荡区域显著增大,同时注入锁定的稳态输出被大大抑制.分析了线宽增强因子对非线性单周期振荡光谱特性和振荡频率的影响,结果表明:随着半导体激光器线宽增强因子的增大,单周期振荡的频率越大|当线宽增强因子不变时,单周期振荡的频率随注入光强度和频率失谐的增加而增加.     

SrS:Eu与SrS:Eu,Sm中电子陷阱与光存储研究

对SrS:Eu和SrS:Eu,Sm激发初始阶段的荧光上升过程和余辉进行了研究,并进一步考证其中 电子陷阱的属性.通过两种样品和两个阶段的比较,对陷阱数量和深度的变化、量子效率以 及电子俘获和释放、复合过程进行了分析,发现Sm离子并不影响陷阱的数量.利用吸收光谱 方法研究了SrS:Eu,Sm中电子由陷阱能级向导带的跃迁.通过陷阱饱和-倒空吸收谱差,即激 励吸收谱及其强度随Eu,Sm浓度的变化,探讨了掺杂浓度对陷阱浓度和光存储饱和量的影响. 结果表明Sm离子的作用是使陷阱能级加深从而能稳定地储存电子.通过激励吸收谱峰值强度 可确切地比较光存储材料在这方面的性能,并与光激励谱的测量方法作了对照. 关键词： 电子陷阱 光存储 电子俘获 光激励发光     

大气压直流氩等离子体射流工作特性研究

介绍了一种新型大气压直流双阳极等离子喷枪,并对其电特性参数和发射光谱进行了测量.通过对氩等离子体射流的电信号进行时域和频域分析,研究了载气流量和弧电流的变化对射流脉动的影响,结果表明氩等离子体电弧的伏安特性呈上升趋势,射流脉动属于接管模式,电源特性中的交流分量引起的电压波动是影响氩等离子体射流脉动的主要因素. 通过光谱法测量了氩等离子体射流在弧室内和弧室出口的发射光谱,利用玻尔兹曼曲线斜率法计算了射流的激发温度,根据Ar I谱线的斯塔克展宽得到了射流的电子密度,并对等离子体射流满足局域热力学平衡(LTE) 关键词： 等离子喷枪 射流脉动 激发温度 局域热力学平衡     

The effect of two-photon absorption and optical excitation area on the generation of THz radiation

It was found experimentally that the THz radiation throughput based on optical rectification is strongly related to the optical excitation size in a ZeTe emitter. The factors affecting the THz radiation throughput are investigated in detail both experimentally and theoretically. By taking into account optical rectification, diffraction and two-photon absorption effects, a theoretical model is established to describe the emitting field intensity of THz radiation. There is excellent agreement between the theoretical results and the experimental data under high excitation power. Both theoretical and experimental results demonstrate that there is a trade-off between these three effects for THz radiation, and that in order to increase the THz radiation throughput based on optical rectification, one should choose suitable excitation size under a given pump power.     

激光剥离技术实现垂直结构GaN基LED

为改善GaN基发光二极管(Light-emitting diode,LED)的电学特性和提高其输出光功率,采用激光剥离技术,在KrF准分子激光器脉冲激光能量密度为400mJ/cm2的条件下,将GaN基LED从蓝宝石衬底剥离,结合金属熔融键合技术,在300℃中将GaN基LED转移至高电导率和高热导率的硅衬底,制备出了具有垂直结构的GaN基LED,并对其电学和光学特性进行了测试。结果表明:在110mA注入电流下,垂直结构器件的开启电压由普通结构的3.68V降低到了3.27V;在560mA注入电流下,器件输出光功率没有出现饱和现象;采用高电导率和高热导率的硅衬底能有效地改善GaN基LED的电学和光学特性。     

Enhancing light extraction of GaN-based blue light-emitting diodes by a tuned nanopillar array

Surface patterning of p-GaN to improve the light extraction efficiency of GaN-based blue light-emitting diodes(LEDs) has been investigated. Periodic nanopillar arrays on p-GaN have been fabricated by polystyrene(PS) nanosphere lithography; the diameter of the nanopillars can be tuned to optimize the electrical and optical properties of the LEDs. The electroluminescence intensity of the nanopillar-patterned LEDs is better than that of conventional LEDs; the greatest enhancement increased the intensity by a factor of 1.41 at a 20 mA injection current. The enhancements can be explained by a model of bilayer film on a GaN substrate. This method may serve as a practical approach to improve the efficiency of light extraction from LEDs.     

LED光激活氧化锌纳米棒的乙醇气敏特性

利用水热法制备了氧化锌纳米棒材料,分析表征了样品的形貌及晶体结构特征,并测试了氧化锌纳米棒的光致发光谱。在室温条件下,研究了ZnO 纳米棒在不同波长的发光二极管(LED)光激发下对乙醇气体的气敏特性。结果表明:波长小于405 nm的紫外光对氧化锌纳米棒的气敏特性有着显著的影响,光致载流子对氧化锌的气敏特性有重要作用。分析讨论了室温下光激活纳米氧化锌气敏的机理。     

Forming the graded-refractive-index antireflection layers on light-emitting diodes to enhance the light extraction

Distributed antireflection (AR) layers with different composition ratios of ITO and SiO(2) formed on an ITO electrode of GaN-based LEDs provide substantial enhancement in light-extraction efficiency. By using the coradio frequency magnetron sputtering deposition, four 50 nm thick AR layers with graduated refractive indices were fabricated. The effect of the AR layers on enhancing the efficiency of the LED device was analyzed by electroluminescence (EL) and I-V measurements. As a result, the EL intensity of the LED device grown on the patterned sapphire substrate with AR layers was increased by up to 13% compared to the conventional patterned sapphire substrate-applied LED device without AR layers at a drive current of 20 mA. The AR layers on top of the LED device gradually changed the refractive indices between ITO (n=2.1) and air (n=1.0), which minimized the total internal reflection of generated light. And no degradation in the electrical characteristic of the LEDs was observed according to the I-V measurements.     

平面偏振光激励的多孔硅的光致发光

研究了以掠入射的平面偏振光激励的多孔硅的光致发光。实验结果显示，光的入射角对多孔硅的发光行为影响不大，然而，以ｚ方向偏振光激励的发光强度明显高于以ｘ方向偏振光激励的发光强度。激励光电场相对于样品表面的不同取向引起光致发光的差异，这反映多孔硅的光学性质是各向异性的，也排除了纯粹的硅量子点的集合作为多孔结构的可能性。     

Selective excitation of self-assembled quantum dots by using shaped pulse

We carried out optical selective excitation of individual self-assembled quantum dots by using phase-modulated pulses. Based on scattered photoluminescence excitation resonances in individual QDs, the excitation pulses modulated in the spectral region allows for addressing individual ground states emission. The photoluminescence spectra including several QDs showed intensity changes according to both the modulation energies and phases. The results also suggested the individual control of selective QDs even in collective excitation.     

镀膜硅微机械谐振器光热激励的实验研究

对镀膜双层硅微机械谐振器的光热激励进行了实验研究，在大气环境下对硅微谐振器进行了光激电拾实验测试和光激光拾实验测试。成功观测到了硅微谐振器的一阶、二阶和三阶谐振状态。在光激光拾实验测试中提出了一种新颖的“单光源实验测试方法”，即：使用同一光源同时实现硅微谐振器的光热激振和微弱谐振信号的提取，这与传统的“双光源实验方法”相比，简化了实验系统，有利于实用化开发。     

载流子分布对GaN基LED频率特性的影响

分别在直流偏置和交流偏置下,对大功率GaN基LED的电学和光学特性进行了研究。结果显示,通过改变靠近p型层的量子垒（也就是最后一个量子垒）中的In组分可以调控有源区中的载流子分布。有源区内积累的电子会引起负电容效应。而通过降低有源区量子垒的势垒高度,可以改善LED中载流子传输特性,并实现载流子复合速率及通信调制带宽20%的提高。这个工作将有助于理解GaN基LED中载流子分布对频率特性的影响,并为设计适用于可见光通信的大功率高速LED奠定基础。