马吕斯定律用于退偏振片时的修正及实验验证

在考虑二向色性偏振片存在退偏振的情况下对马吕斯定律进行了推广,建立了自然光通过两个非理想偏振片时透射光强度的物理模型,并进行了实验验证.实验结果表明,该物理模型与实验数据符合较好,大大改善了验证马吕斯定律的普通物理实验中数据与理论的符合程度,实验误差明显减小,相对误差在5%左右.本模型实验原理简单,物理图像清晰,是与实验符合很好的简化模型,有助于降低实验室的维护成本,开阔学生的思维,培养学生的创新素质和创新能力.     

验证马吕斯定律的实验方法

利用光电池接收入射的偏振光,通过A／D转换芯片（ICL7170）,将电压值显示在LED上,验证了马吕斯定律。     

验证马吕斯定律实验的改进

利用改进的实验光路,分析得到透射光光强I/I_0与cos~2(θ)在四个象限内均呈线性关系,满足马吕斯定律,证明使用改进后的实验光路可以代替普通的起偏器检偏器实验光路来实现马吕斯定律的验证,减少了普通的起偏器和检偏器实验光路中偏振片的使用所引入的实验误差。使用该实验光路可以同时测量布儒斯特角和验证马吕斯定律,让学生更加系统的理解和掌握偏振光的特性。另外,通过I/I_0与cos~2(θ)的关系图还可以检验学生对布儒斯特角测量的准确性。     

基于马吕斯定律的液晶多维复用显示

采用基于马吕斯定律解耦调控光场振幅和相位的方法,设计了一种能够在可见光全波段实现近、远场空间双通道显示的平面液晶器件,分别通过调控透射场的振幅和相位实现器件表面图像显示及远场的傅里叶变换全息显示。利用远场共轭像强度与近场图像强度间的关系,通过压缩近场图像的强度区间,可以消除全息显示的共轭像。此外,通过调控外场电压实现图像开、关态间的动态调控及响应波长的管理。这种电控的空间和波长维度复用的显示方法,为拓展液晶器件的功能提供了一种新途径。     

基于LabVIEW的“马吕斯定律验证”实验

对基于PASCO的＂马吕斯定律验证＂实验进行了改进。利用编写的LabVIEW程序控制PASCO实验系统的ScienceWorkshop 750数据采集器,同时结合光传感器CI-6504验证马吕斯定律,实验数据用Origin软件进行处理,所得实验曲线与理论关系符合较好。     

电子阻挡层Al组分对GaN基蓝光激光二极管光电性能的影响

采用SiLENSe（Simulator of light emitters based on nitride semiconductors）软件仿真研究了Al_xIn_yGa_1-x-yN电子阻挡层（EBL）Al组分渐变方式对GaN基激光二极管（LD）光电性能的影响,实现了提高输出功率和电光转换效率的目的。文中提出的四种Al组分渐变方式分别是传统均匀组分、右阶梯渐变组分（0～0.07～0.16）、三角形渐变组分（0～0.16～0）、左阶梯渐变组分（0.16～0.07～0）。结果表明,与传统均匀组分EBL结构相比,Al组分阶梯渐变Al_xIn_yGa_1-x-yN EBL LD导带底的电子势垒显著提高,价带顶的空穴势垒降低。这主要是由于该结构能有效抑制电子泄漏和提高空穴注入效率,从而提高有源区载流子浓度,进而提高有源区辐射复合效率。当注入电流为0.48 A时,采用Al组分阶梯渐变Al_xIn_yGa_1-x-y...     

GaN基双波长发光二极管电致发光谱特性研究

通过同时调节同一有源区内不同阱层和垒层的In组分,制备了GaN基单有源区蓝、绿光双波长发光二极管(LED).实现了20mA下蓝、绿光同时发射.实验发现随注入电流由10mA增大到60mA,电致发光(EL)谱中绿光峰强度相对于蓝光峰强度不断增强,峰值波长蓝移也更加明显.同时考虑极化效应和载流子不均匀分布的影响,通过对一维薛定谔方程、稳态速率方程和泊松方程的联立自洽求解.分析了测试电流下蓝、绿光EL谱峰值波长和功率的变化情况.发现理论结果与实验结果有很好地符合.关键词：极化载流子不均匀分布双波长     

GaN基蓝光发光二极管正向电压温度特性研究

对GaN基蓝光发光二极管（LED）正向电压温度特性进行了研究,发现在温度较高时,正向电压随温度的变化系数逐渐减小,直至出现拐点,正向电压随温度的变化系数由负数变为正数.此时若继续升高温度,则正向电压随温度升高迅速增加,并常常伴随有器件失效的现象发生.在小电流情况下,这种现象不很明显,随着电流的增加,现象表现得越来越明显,拐点出现的温度也越来越低,而且温度超过拐点之后,正向电压值增加得更快.通过与相同封装的另一组器件测试结果对比,排除了封装材料玻璃转换温度的影响.分析认为,这一现象的出现是由器件等效串联电阻关键词：发光二极管氮化镓正向电压温度系数     

GaN基白光LED的研制与特性

本文报导了通过低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)的InGaN/GaN量子阱蓝光发光二极管(LED)与钇铝石榴石(YAG)荧光粉结合而得的白光发光二极管(W-LED).在室温、正向电流20mA时,W-LED轴向亮度为170mcd,显色指数(CRI)达到82,色温(CCT)为7448K,CIE色坐标是(0.296,0.316),接近纯白色(0.33,0.33).随着注入电流的增强,测量并探讨了白光LED的发射光谱与发光强度的变化.     

利用分光计测定反射光的偏振特性

本文将介绍用分光计测定反射光的偏振特性随入射角变化的关系，并粗略验证费涅耳公式．     

利用分光计测反射光的偏振特性

当光照射到物体时,由于物体表面的反射作用,我们将会得到偏振光.这种光是部分偏振光.研究偏振光的特性可以让我们认识物体的状态或鉴别某种物质,因此,研究偏振光是非常具有现实意义的.本文将介绍用分光计测反射光的偏振特性,研究其随入射角变化的关系,并粗略验证菲涅尔公式.     

GaN基蓝光VCSEL的制备及光学特性

利用金属有机物气相沉积技术(MOCVD)在(0001)蓝宝石衬底上生长了GaN基垂直腔面发射激光器(VCSEL)的多量子阱腔层结构。X射线衍射测量显示该多量子阱具有良好周期结构和平整界面。运用键合及激光剥离技术将该外延片制作成VCSEL,顶部和底部反射镜为极高反射率的介质膜分布布拉格反射镜(DBR)。在室温、紫外脉冲激光的泵浦条件下,观察到了VCSEL明显的激射现象,峰值波长位于447.7nm,半高宽为0.11nm,自发辐射因子约为6.0×10^-2,阈值能量密度约为8.8mJ/cm²。在大幅度降低制作难度的情况下,得到目前国际最好结果同样数量级的激射阈值。降低器件制作难度有利于制备的重复性,有利于器件的产品化。

     

静电对GaN基高压LED特性的影响

对GaN基绿光高压LED分别施加-500、-1 000、-2 000、-3 000、-4 000、-5 000和-6 000V的反向人体模式静电打击,每次静电打击后,测量样品的I-V特性曲线及光通量等参量,研究静电打击对GaN基高压LED器件性能的影响.结果表明:当样品经过-500,-1 000、-2 000、-3 000和-4 000V的静电打击后,由于LED器件内部产生了缺陷,发生了软击穿并且反向漏电流明显增加,但光通量的变化不明显;当经过-5 000V和-6 000V的静电打击后,由于发生了热模式击穿,温度迅速升高,在结区形成熔融通道,使LED的光通量明显减小,甚至衰减到未打击时的一半;在经受-6 000V的静电打击后,正向电压的减小和反向漏电流的增加更加明显,漏电现象更加明显,严重影响了器件的性能,最终使LED样品失效.     

Si衬底GaN基LED的结温特性

结温是发光二极管的重要参数之一,它对器件的内量子效率、输出功率、可靠性及LED的其他一些性能有很大的影响。首次报道Si衬底GaN基LED的结温特性。利用正向压降法测量Si衬底上GaN基LED的结温,通过与蓝宝石衬底上GaNLED的结温比较,发现Si衬底GaNLED有更低的结温,原因归结为Si有更好的导热性。同时也表明:用Si作GaNLED的衬底在大功率LED方面具有更大的应用潜力。     

微波分光实验中验证马吕斯定律的实验方法改进

文章中考虑了仪器本身辐射喇叭的强度矢量方向与接收喇叭的接收方向存在一定的夹角,从而改进了实验方法,推导出旋转角度与测量值之间的关系,大大减小了原仪器与操作方法的相对误差,精确的验证了马吕斯定律,有助于开拓学生的思维,培养学生的质疑能力,进而提高学生的创新能力。     

GaN基大功率白光LED的高温老化特性

对大功率GaN基白光LED在85℃下进行了高温加速老化实验。经6500h的老化,样品光通量退化幅度为28%~33%。样品的I-V特性变化表明其串联电阻和反向漏电流不断增大,原因可归结为芯片欧姆接触的退化及芯片材料中缺陷密度的提高。样品的热特性变化显示出各结构层热阻均明显增大,这是由散热通道上各层材料的老化及焊料层出现大面积空洞引起的。分析表明,高温老化过程中芯片和封装材料的退化共同导致了LED的缓变失效。     

激光二极管的阈值电流与光谱特性研究

本文研究了激光二极管的阈值电流特性,利用光纤光谱仪测量了阈值电流两侧输出光的光谱分布;利用恒温控制仪改变温度,研究温度对阈值电流和输出光光谱的影响。本文研究表明:在电流没有达到阈值时,光谱的半高宽很宽,电流大于阈值后,激光输出功率迅速增大,光谱半高宽明显减小;随着温度的升高,激光二极管的阈值电流会增大,输出光功率减小,峰值波长向长波长移动。本实验能让学生更深刻地理解激光二极管的工作原理以及一些基本的光学概念,拓展了理科光学实验的课程内容。     

表面InGaN厚度对GaN基发光二极管特性的影响

通过调整GaN基发光二极管(LED)表面InGaN层的厚度,发现在20 mA电流驱动下,LED器件的正向压降有明显差距.本文考虑了极化效应的影响,通过求解InGaN/GaN三角形势阱内二维空穴气浓度以及空穴隧穿概率的变化,求得了表面InGaN层厚度不同时器件正向压降的变化趋势,发现理论结果与实验结果有很好的吻合.同时得到了获得最低正向压降的表面InGaN厚度.     

表面InGaN厚度对GaN基发光二极管特性的影响

通过调整GaN基发光二极管(LED)表面InGaN层的厚度,发现在20 mA电流驱动下,LED器件的正向压降有明显差距.本文考虑了极化效应的影响,通过求解InGaN/GaN三角形势阱内二维空穴气浓度以及空穴隧穿概率的变化,求得了表面InGaN层厚度不同时器件正向压降的变化趋势,发现理论结果与实验结果有很好的吻合.同时得到了获得最低正向压降的表面InGaN厚度.关键词：极化二维空穴气隧穿概率