半导体带间级联激光器研究进展

半导体带间级联量子阱是实现3~5μm波段中红外激光器的重要前沿,其在半导体光电器件技术、气体检测、医学医疗以及自由空间光通信等诸多领域具有重要科学意义和应用价值。半导体带间级联量子阱发光机理是以二类量子阱中的电子与空穴的带间辐射复合发光为主导,再通过电子注入区与空穴注入区形成级联放大,实现多个量子阱周期内电子与空穴的重复利用。本文综述了半导体带间级联激光器从提出能带结构、外延材料到器件制备技术的发展历程,剖析了器件结构各功能区基本概念和工作原理,介绍了器件结构设计与制备工艺技术难点的里程碑突破,详细解释了载流子再平衡、分别限制层等设计,最后展望了半导体带间级联激光器的发展方向和趋势。     

运动合成演示仪

力、速度、加速度、位移等矢量的合成,是部编高中教材力学部分教学的重点,也是学生学习的难点。我校教研组制作的“运动合成演示仪”,是以船在流水中运动为例作演示,从而直观,形象地阐明:矢量合成的普遍法则—平行四边形法则。将图1所示的结构,安装在小黑板上缘即组成运动合成演示仪。其主要结构及使用     

一种快速的实用低温温度计定标方法

一种快速的实用低温温度计定标方法王长顺，邹义夫，郭加平，余保龙（河南大学物理系开封４７５００１）低温物理实验是近代物理学的重要课题，作为低温实验技术的基础实验，我们开设了实用低温温度计定标实验．在教学中，我们改进了低温均温体，利用快速的测量技术，使实...     

采用7.5 μm中红外量子级联激光器的痕量甲烷气体检测仪

一种具有高稳定性和高敏感度的紧凑型仪器,能精确、实时、实地连续测量和显示环境空气中的痕量甲烷(CH₄)浓度。仪器采用了已集成热电制冷器激射波长为7.5μm的法布里-珀罗量子级联激光器(QCL)在室温脉冲工作模式下的最新技术,以覆盖CH₄位于ν₄附近基频特征吸收谱带。同时,采用高品质液氮制冷碲镉汞中红外探测器,配合全反射镀金椭球反射镜一同使用,在20 cm单路径开放式光路吸收气室环境下,确保被测甲烷气体浓度为200 μmol·mol-1的实验条件下保持稳定度高达5.2×10-3。此仪器所集成的软件算法通过时间鉴别电子技术实现对QCL控制,能够在无需校准的情况下,提供连续痕量甲烷气体检测。实验表明,仪器可以用于环境监测中的实地痕量气体测量,并且操作人员可以通过替换在不同波长下运行的QCL来测量其他气体。     

高能光源束流位置探测器支撑架结构优化设计

从热稳定性和振动稳定性两个角度出发,优化设计得到了超高稳定的刚性支撑架结构;通过ANSYS有限元模态分析,验证了结构的热膨胀变化量和特征频率;采用混凝土二次灌浆方法对支撑架进行地面固定和特征频率测试,结果表明,支撑架结构的特征频率达到61.9 Hz、振动幅值小于30 nm,均满足设计要求。最后采用动态刚度测试方法,得到混凝土二次灌浆层的主要刚度值,进一步验证支撑架结构优化结果的准确性。     

水平管气液螺旋流流型辨识及压降波动研究

本文通过实验研究了水平管中叶片式起旋器引发的气液螺旋流流型及压降规律.采用背光成像法拍摄了流型并记录了压降波动情况.在该实验范围内观察到4种气液螺旋流流型:螺旋泡状流、螺旋气柱流、螺旋间歇流和螺旋环状流,并结合压降的概率密度函数(PDF)曲线图分析了各流型特点.同时研究了来流雷诺数及相分布对起旋器下游螺旋流流型的影响,...     

基于PAC1921的宽范围高端电参数检测系统设计

针对电源管理、工业自动化等自动控制领域对高端电参数检测精度高、范围宽的要求,设计了一个基于PAC1921高端电流功率传感器的宽范围高端电参数检测系统;该系统根据测量结果自动对增益进行配置,使测量档位的测量范围与实际值匹配,从而保证设计的检测系统具有宽的测量范围的同时能够保证测量精度;实验结果表明系统能对高端0~20 A,0~32 V,0~640 W范围的电参数进行测量,数据采集稳定,精度高,可以为高端宽范围的电参数测量提供参考,具有一定的使用价值。     

进行子阵加权波束形成的波达方向估计

针对水声信道的多径效应以及海底散射信号信噪比低导致方位估计性能较差的问题,提出了一种基于子阵加权波束形成的UESPRIT算法(Weighted Beamspace UESPRIT Based on Subarrays,BS-BUESPRIT)。首先利用密集波束域转换矩阵估计回波信号的方位谱,进而估计同一时刻到达阵列的回波数目;之后将均匀线阵分为多个尺寸相同、相互重叠的子阵,利用加权波束形成对各子阵接收信号做指定方向的空域滤波;最后基于各子阵波束形成后的输出结果,利用UESPRIT算法实现回波方向的估计。仿真和湖试、海试试验结果表明,与UESPRIT算法相比,BS-BUESPRIT算法提高了信号波达方向估计性能,在多径和较低信噪比条件下有着更高的估计精度,应用于高分辨率测深侧扫声呐时有效地提高了声呐的测深性能。     

Reduction of Electron Leakage in a Deep Ultraviolet Nitride Laser Diode with a Double-Tapered Electron Blocking Layer

A double-tapered AlGaN electron blocking layer (EBL) is proposed to apply in a deep ultraviolet semiconductor laser diode. Compared with the inverse double-tapered EBL, the laser with the double-tapered EBL shows a higher slope efficiency, which indicates that effective enhancement in the transportation of electrons and holes is achieved. Particularly, comparisons among the double-tapered EBL, the inverse double-tapered EBL, the singletapered EBL and the inverse single-tapered EBL show that the double-tapered EBL has the best performance in terms of current leakage.     

基于激光偏振特性的水下声信号探测方法研究

水下航行体辐射的声波传播到水-空气分界面上时,会在水表面形成微扰,使水表面元产生微倾角.提出一种利用激光偏振特性对水下声信号进行探测的方法,不直接利用散射光强信息,而是利用激光在布儒斯特角附近入射水表面时,反射光偏振特性随入射角剧烈变化的特点对水表面微扰进行高精度探测.建立了该方法的理论模型,得到了入射波、出射波垂直分...