浅谈半导体激光器在物理实验中的应用

 在物理实验中,有许多实验需要用到激光器,尤其是光学实验用处更为广泛。比如：光的干涉、光的衍射、光的偏振、全息照相等实验都需要用到激光器。在我们的物理实验中最常用的就是氦氖激光器。它具有单色性好、亮度高、发散角小、方向性强等特点。在实验中可以作为点光源或自然光源。它在物理实验中一直起着积极的作用。多年以来,我们一直在实验中采用氦氖激光器,但由于氦氖激光器膜口封接不过关、实验室的温度、湿度不合适,再加之学生使用方法不当,使氦氖激光器寿命大大减少,而半米以上的氦氖激光器管腔调节平衡比较繁琐,调节不好功率上不去,功率也不很稳定,所以每次使用前都要经过一段时间的调节,才能使激光器的功率达到实验要求。     

场致发光器件

场致发光屏作为大面积屏或显示器,由于种种原因,没有获得广泛的应用。一个主要的原因是,要获得命人满意的亮度,就要很大的功率。卽使功率损耗不是重要问题,但大量的功耗产生大量的热,就使得屏的各种成分迅速老化,因而使寿命缩短。所以除了一些像夜间光源一类的低功率、低亮度的器件外,其他器件未能成为市售商品。 把发光屏当作一个电容来处理,把它和正好匹配的电感接成谐振回路,并调到谐     

室温CO激光器寿命研究

一、引 言 作为激光的发展方向之一是要寻找简便、长寿命、高效率、大功率的实用激光器.最近我们对具有重要应用价值的CO分子激光器进行了研究.研制成功结构紧凑的铜阴极密封型CO激光器,有效放电长度1米,总长1.15米,室温下连续工作,直接用自来水冷却。水温最高34.5℃,最高输出功率13瓦,电转换效率达11.5%.该器件始终保持单横模输出,寿命超过2000小时,仍在正常运转.通过镍阴极和铜阴极两种CO器件的性能比较和实验分析表明:选用合适的电极材料及阻止CO工作气体的损耗是提高CO激光器输出功率和获得长寿命运转的关键;铜是一种比镍更为优良的…     

氢元素对铟镓锌氧化物薄膜晶体管性能的影响

对国际上有关铟镓锌氧化物薄膜晶体管中氢元素的来源、存在形式、表征方法以及对器件性能的影响进行了综述.氢元素是铟镓锌氧化物薄膜晶体管中最为常见的杂质元素,能以正离子和负离子两种形式存在于薄膜晶体管的沟道中,并对器件性能和电学可靠性产生影响.对铟镓锌氧化物薄膜晶体管而言,沟道中氢元素浓度越高,其场效应迁移率越高、亚阈值摆幅越小、器件的电学稳定性也越好.同时,工艺处理温度过低或过高都不利于其器件性能的改善,通常以200—300?C为宜.     

一个新型的高频金属离子源

本文介绍了一个新型结构的高频离子源,它可以用气体、液体和固体物质工作.这一源的工作温度达到了1000℃.因此,它可以产生包括金属在内的多种元素的离子束.目前,已经引出了Al~+、Mg~+、Fe~+、Cr~+、Zn~+、In~+、Ag~+、Cd~+、Sn~+、Sm~+、Hg~+、S~+ P~+、As~+、Se~+、Te~+等离子束,总流强度在几百微安到毫安级,总流中所需离子含量是70—90%,源的工作寿命在40小时到100小时以上.本文主要讨论了这一离子源的结构和工作特性.     

长寿命的氩离子激光器

氩离子激光器是目前在可见光谱区可得到的输出功率最大的连续气体激光器,而且它的输出波长极其丰富,具有波长选择的灵活性.如果采用适当的腔内色散元件,就可以方便地选择出所需的工作波长(见表1).因为氩离子激光器具有一些独特的优点,所以它的应用也就日益广泛起来.随着科学研究和应用技术的发展,对于氩离子激光器的输出功率、工作寿命和输出稳定性方面,都提出了更高的要求.因此,制 作一个具有输出功率大、工作寿命长和稳定性高的氩离子激光器,已是一件急待解决的任务.本文介绍了一个长寿命的氩离子激光器,较详细地论述了影响放电管寿命的因…     

GaAs基InAs量子点中类氢杂质的束缚能

在有效质量近似下,采用微扰法研究了InAs/GaAs量子点内类氢杂质基态及低激发态的束缚能.受限势采用抛物形势,在二维平面极坐标下,精确地求解了电子的薛定谔方程.数值计算结果表明,类氢杂质基态及低激发态的束缚能敏感地依赖于抛物形势的角频率,受类氢杂质的影响,谱线发生蓝移.这一结果对设计和制备量子点器件是有价值的.     

一种100 kV Mini-Marx发生器触发源的设计

根据100kV Mini-Marx脉冲发生器对触发源的技术要求,设计了一种基于VE4141型氢闸流管气体开关器件的高压脉冲触发源。该触发源系统输出高压脉冲幅度达到0～30kV、脉冲前沿小于15ns、脉冲宽度大于500ns,不仅可以接收光、电和手动信号触发,而且还可以通过接口来控制调整100kV Mini-Marx发生器的充电电压以及电压显示。采用固态IGBT半导体开关器件产生预触发和主触发脉冲,控制气体开关氢闸流管VE4141瞬间导通放电输出高压脉冲信号,触发后级Mini-Marx脉冲发生器产生不小于100kV的高压脉冲。     

频率对半导体器件热击穿影响的理论模型

针对半导体器件中的热击穿,通过分析已有的理论模型,把频率对器件热区热产生和热传导的影响引入理论模型.利用格林函数求解热传输方程,同时对余误差函数进行近似处理,求解得到热区温度以及器件烧毁功率与频率和脉冲宽度的表达式.通过数值分析,求解得到不同频率下器件烧毁功率随脉冲宽度的变化规律以及不同脉冲宽度下器件烧毁功率随频率的变化规律,同时给出了频率对器件烧毁功率影响的物理解释.     

温度改变对钛氧化物忆阻器导电特性的影响

相同测试条件下,纳米钛氧化物忆阻器的导电过程存在不稳定性,制约了对器件瞬态阻抗的精确读取与控制,并影响了器件应用于电路设计的可靠性与稳定性.杂质漂移与隧道势垒的共存是导致上述不稳定性的可能因素,且杂质漂移特性与环境温度密切相关.然而,目前尚无通过控制温度提高忆阻器导电稳定性的具体研究.基于杂质漂移与隧道势垒共存,本文分析了温度与忆阻器导电特性的关联,研究了器件活跃区域厚度及初始掺杂层厚度的改变对临界温度的影响,利用SPICE软件进行了仿真验证并给出结果,得出提高忆阻器导电稳定性的方法有:增大活跃区域厚度、降低初始杂质浓度及保持环境温度稳定且低于临界温度,从而为制备性能稳定的忆阻器及推动器件在实际电路中的应用提供依据.     

硅锥场发射阵列中离子轰击现象的分析

离子轰击影响尖端场致发射器件的稳定性和工作寿命.阐述了数值模拟硅锥阴极离子轰击现象的基本理论,并以硅锥场发射阵列的一个单元结构为例模拟了气体-电子碰撞电离产生的正离子回轰尖端的全过程,对模型中的硅锥受损的位置和程度进行了分析,得出了一些结论.     

一种新型乙炔净化剂

在原子吸收分析中多数场合用乙炔作燃气。目前国内除一部分单位有条件使用钢瓶乙炔气外,绝大多数单位需用电石水解制造乙炔气。自制乙炔中常含有磷化氢、硫化氢、氨、甲烷、硅化氢、氢、氧化钙微粒以及水蒸气等杂质。这些杂质绝大多数可经水洗除掉,余者主     

硅单晶缺陷及其控制

1824年发现了元素硅,1854年首次制得硅晶休[1].硅材料大量地应用于半导体器件还是本世纪六十年代的事情.近十几年来,硅单晶成为半导体科学技术领域的主要物质基础. 硅单晶中常见的晶体缺陷有位错、堆垛层错、旋涡缺陷(Swirl)等.一般地说,它们使硅器件性能变坏.譬如,引起杂质的不规则扩散或成为杂质的沉淀核心,从而引起器件反向漏电增大,软击穿、低击穿;对载流子起复合中心和散射中心作用,使少数载流子的寿命和迁移率下降,从而降低器件的放大系数、降低截止频率,增加噪声等等.本文仅就硅单晶中常见的缺陷及其控制问题作一简要地叙述. 一、硅…     

HL—1M装置波加热和加料等离子体的辐射损失特性

等离子体的杂质将对等离子体的能量平衡产生很大的影响,杂质的增多将增加辐射损失功率,降低等离子体温度,使得等离子体约束性能变差。由于等离子体辐损失功率与等离子体中的杂质密度有一定的关系,我们测量到等离子体辐射损失功率和辐射功率密度分布就可以得到离子体中有关杂质的信息。     

X射线衍射装置的研制

在X射线衍射仪上安装高温装置或低温装置,可研究材料在不同温度下的各种物理性质.但有些材料的物理性质不仅与温度有关,还与周围气体的性质和压力关系密切.例如目前研究较多的课题贮氢材料,其吸放氢特性不仅与温度有关,而且与材料周围的氢压有关.人们用排气法测定贮氢材料的吸放氢等温曲线,近年来国外有人用X射线研究贮氢材料的释氢过程[1].用X射线研究贮氢材料的上述过程,必须在X射线衍射仪上安装可控制样品温度和样品周围氢气压力的X时线衍射装置.国内目前还没有这种产品.我们自行设计制作了一套衍射装置,安装在国产Y-2A型X射线衍射仪…     

彩色有机薄膜电致发光及动态矩阵显示

研究了绿色、红色、蓝色和白色4种有机薄膜电致发光器件.通过掺杂得到了高稳定性的绿色及红色器件,绿色器件的半寿命达14000小时(初始亮度100cd/m²),红色器件的半寿命为7500小时(初始亮度50cd/m²).还研究了具有空穴锁定层及非锁定层的多种不同结构和材料的蓝色及白色器件.研究表明无论蓝色还是白色器件,具有空穴锁定层的器件稳定性较差,老化过程中界面势垒的变化很大.非锁定层的蓝色及白色器件中,新材料JBEM比DPVBi有更优越的性能.JBEM构成的蓝色器件的半亮度寿命为1035小时(初始亮度100cd/m²).由JBEM构成的白色器件中,由蓝色及红色掺杂在同一层的器件得到最好的稳定性,其半亮度寿命为2800小时(初始亮度100cd/m²),而且它具有发光颜色不随电流变化而变化的特点.在稳定性改善的基础上研制成功96×60线,分辨率为2线/mm的绿色及白色矩阵显示屏,还利用选择蒸发的方法制造了彩色矩阵屏,设计和研制了驱动及控制电路,实现了动态显示.     

低温功率器件驱动电路实验研究

低温电力电子技术的发展日益得到重视,主要是由于功率器件(如功率MOSFET和IGBT等)在低温下表现出更好的性能,如更低的通态阻抗,更高的开关频率等.为了实验测试和充分利用功率器件在低温下的这些性能,急需寻找或设计可以在低温下稳定可靠工作的功率器件驱动电路.我们在对目前商业化的驱动芯片进行分析的基础上,从中挑选了三种在低温下进行实验,对其输出波形随温度的变化进行研究,首次发现了可以在-196℃(77K)稳定工作的驱动芯片,其驱动性能基本能够满足低温下驱动功率器件的要求,为功率器件低温特性测试及低温功率变换电路的设计奠定了坚实的基础.     

基于阿秒XUV-飞秒IR泵浦-探测的冷靶反冲离子动量成像谱仪

利用多道可见光谱探测系统测量了Hα、CⅢ(464.7nm)和OⅡ(441.5nnm)谱线的时间行为,得出了碳、氢和氧元素的入射通量。在简化模型下算出了氧碳间的化学溅射率,结果表明HT-6M托卡马克边界杂质产生机制主要是氢氧间的化学溅射和氧碳间的化学溅射,因此控制氧杂质尤其重要。     

HT-6M托卡马克边界杂质循环的研究

利用多道可见光谱探测系统测量了Hα、CⅢ(464.7nm)和OⅡ(441.5nnm)谱线的时间行为,得出了碳、氢和氧元素的入射通量。在简化模型下算出了氧碳间的化学溅射率,结果表明HT-6M托卡马克边界杂质产生机制主要是氢氧间的化学溅射和氧碳间的化学溅射,因此控制氧杂质尤其重要。     

不同响应波长的HgCdTe光导器件噪声分析

研究了不同响应波长的HgCdTe器件在不同背景辐射条件下的噪声变化.随着背景辐射的增加,甚长波器件的噪声减小,而中波器件相反.噪声频谱测量表明,产生-复合噪声分量和1/f噪声分量是器件的主要噪声来源,并且这两个分量随背景的变化趋势相同.非平衡载流子和器件有效寿命的理论分析,表明器件噪声随背景辐射的变化存在一个极大值,而中波和甚长波器件处在不同的作用区域内,接受到的背景辐射对载流子浓度和器件有效寿命的影响不同,从而噪声变化表现不同.在此基础上,提出了"临界背景通量密度"的概念.