光电探测器组件光纤耦合移位特性分析

光电探测器组件响应度下降会造成光纤陀螺输出异常,响应度下降的主要原因为光纤耦合移位,分析光纤耦合移位的原因并采取有效措施可提高探测器组件的使用可靠性。通过对探测器尾纤出射高斯光斑在探测器管芯端面数学积分,计算出光纤耦合效率系数与光纤耦合间距及光纤偏转角度的关系,计算结果与实际封装探测器组件指标一致。根据计算结果,从光纤移位、探测器管芯移位和管壳形变三个方面分析了耦合移位的影响因素,提出避免探测器使用中发生耦合移位的措施,并通过试验验证了耦合焊接缺陷会造成探测器试验后响应度下降,采取耦合对准控制措施后封装的探测器试验后响应度保持稳定。     

用于空间激光通信的InGaAsP 激光二极管辐射损伤研究(英文)

对1:55 μm波长DFB 结构的InGaAsP 多量子阱激光二极管开展电子和60Co- 射线辐照试验。试验结果表明,激光二极管的斜度效率主要受带电粒子沉积的电离总剂量影响,而阈值电流和光功率主要受位移损伤剂量的影响。利用位移损伤剂量方法评价激光二极管的辐射损伤特征,并且预测其在空间辐射环境中的光功率衰退情况。模拟计算结果表明,MEO轨道辐射环境对激光二极管光功率辐射损伤远大于GEO轨道的影响,这主要是由于MEO轨道辐射环境的高能电子通量密度远大于GEO轨道的通量密度。The 1.55 μm InGaAsP multi-quantum-well laser diodes with distributed feedback structures were irradiated by electrons and 60Co- rays. The experimental results show the slope efficiency of laser diode is mostly affected by the total ionizing dose produced by charging particles, and the threshold current and the optical power mainly by displacement damage dose. The displacement damage dose methodology was employed to evaluate radiation damage of the laser diodes, and to predict the power degradations of these diodes in space. The calculated results indicate that the optical powers of the diodes will have more serious degradation for medium Earth orbit than for geosynchronous Earth orbit,due to higher fluence density of high energy electrons in GEO orbits.     

THzQWP二维光栅耦合效率的理论分析研究

将二维金属光栅结构引入到探测器结构中,以提高太赫兹(THz)量子阱光电探测器的探测率。采用三维时域有限差分算法,建立了THz量子阱光电探测器的二维金属光栅仿真模型,详细分析了二维金属光栅参数对太赫兹量子阱光电探测器的电场强度的影响。仿真分析结果表明:当入射光频率为6.27 THz(相对应波长为47.847 m)、光栅周期P=10.5 m、占空比=0.55（金属块宽度w= 5.755 m）、光栅层厚度h=0.4 m时,器件中的Z方向上的电场值最大,光栅的耦合效率最高。     

还原橙3衍生物及其聚合物光伏性能的研究

还原橙3具有稠环结构, 但是其在许多有机溶剂中的不溶性阻碍其作为光伏材料的使用. 对还原橙3进行修饰得到还原橙3的衍生物4,10-双(4-己基-2-噻吩基)-6,12-双(二氰基亚乙烯基)二氢化蒽并蒽(TCVA), 对TCVA的光电性能进行研究, 结果表明, TCVA在紫外-可见光区有较强的吸收, 循环伏安法表明TCVA的HOMO和LUMO能级分别为-6.04和-4.42 eV, 将其与P3HT共混制备太阳能电池, 其效率为0.3%. 将还原橙3衍生物作为受体单元制备D-A结构的给体聚合物聚4,10-双(4-己基-2-噻吩基)-6,12-双(二氰基亚乙烯基)二氢化蒽并蒽连2,6-双(三甲基锡)-4,4-二(2-乙基己基)二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]噻咯(PTCVADTS), 该聚合物有非常窄的带隙0.94 eV, 但是由于其LUMO能级较受体材料(6,6)-苯基-C₆₁(₇₁)-丁酸甲酯(PCBM)的LUMO能级小, 阻碍了激子的分离, 使电池器件的效率很低.     

基于苯甲酸受体的咔唑染料敏化剂的合成和光电性能

选择N-正丁基咔唑作为电子给体,芴酮作为桥键,苯甲酸作为受体,通过桥键芴酮与给体和受体连接位置的改变,设计合成了两个咔唑染料4-(6-(N-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9H-芴-3-基)苯甲酸(HXL-3W)和4-(7-(N-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9H-芴-2-基)苯甲酸(HXL-4Z).对咔唑染料的光谱性能、电化学性能和光电转换性能进行了研究,并运用密度泛函理论(DFT)方法对其几何结构和紫外-可见光谱进行了优化计算.结果表明, HXL-4Z的吸收光谱呈现两个明显的π→π^*跃迁吸收峰和一个较小的对应于分子内电荷转移的吸收峰,而HXL-3W的吸收光谱则仅呈现一个π→π^*跃迁吸收峰,且摩尔吸光系数远小于HXL-4Z.可能是HXL-3W分子结构中给体和受体距离较近,张力较大,导致较差的分子平面性和分子内电荷转移.因而HXL-4Z的光吸收能力和电子注入效率较优,从而具有较好的光电转换效率(2.03%) (短路电流(J_SC) = 3.88 mA·cm^-2,开路电压(V_OC) = 700 mV,填充因子(FF) = 0.75).     

四元化合物半导体Cu2ZnSnS4:结构、制备、应用及前景

四元化合物半导体铜锌锡硫(Cu₂ ZnSnS₄,CZTS)由于其四种组成元素在地壳中丰度非常高且安全无毒,因而成本低廉。CZTS作为直接带隙半导体材料,其吸收光谱与太阳辐射光谱匹配性好、光吸收系数高,具有结构与性质可调可控、光电性能优异等优势,是发展绿色、低成本、高效率和稳定薄膜太阳电池的理想核心材料。近年来,国内外研究者对CZTS的结构与性质、制备工艺、应用尤其是通过结构、成分的调控提高其光电转换效率等方面进行了广泛的研究和探讨。本文对CZTS的结构演变、制备工艺、光电性质与应用等进行综述,重点分析了晶体结构、缺陷、表面与界面、合金化等因素对其光伏性能的影响。同时,对CZTS作为新型能量转换材料在光催化和热电等领域的应用进行了探讨。最后对CZTS目前存在的挑战和今后的研究重点进行总结并展望了将来可能的突破方向。     

铌酸锂衬底上磁控溅射ITO薄膜及其光电性质研究

在铌酸锂(LN)晶体衬底上磁控溅射铟锡氧化物(ITO)薄膜,研究了射频磁控溅射制备ITO/LN薄膜的最佳工艺.采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)分析了透明导电ITO膜的制备工艺参数对薄膜表面形貌和晶体结构的影响,同时应用四探针电阻率测量和紫外可见光谱测量技术对所研制的ITO/LN膜的光电性质进行了研究.结果表明,衬底温度为320℃,溅射时间50 min时制备的ITO/LN薄膜具有最佳光电性质,在该条件制备出薄膜的电阻率为3.41×10-4Ω·cm,ITO/LN平均可见光透光率可达74.38;,平均透光率比LN衬底提高了1.1;.应用该溅射条件制备了泰伯效应位相阵列器,其近场衍射成像的相对光强可达0.67.     

(Ba0.5Sr0.5)Nb2O6基玻璃添加对BiFeO3陶瓷多铁性能的影响

采用固相法制备BiFeO3-x[BSN-G](x=0～5.0wt;)陶瓷样品,研究添加不同量的BSN-G对BiFeO3陶瓷微观形貌,电性能及磁性能的影响.研究结果表明:BSN-G的加入使得陶瓷样品气孔率降低,致密度提高.随着x的增加,陶瓷的介电常数和介电损耗呈逐渐降低趋势,当x=5;时,样品在1 kHz频率下的介电损耗为0.003.此外,添加BSN-G使得BiFeO3陶瓷的漏导电流降低,x=5;的样品具有饱和的电滞回线,其饱和极化强度Ps为1.5 μC/cm2,漏导电流密度J为0.39×10-6 A/cm2.交流阻抗图谱分析表明随着x的增加,样品的电阻呈增大趋势.活化能Ea随x增加而依次降低,进一步说明其损耗呈逐渐降低趋势.随着x的增加,样品的磁性能得到一定改善.     

活性层优化对有机小分子太阳能电池的影响

首先制备了给体(AlPcCl)和受体(C70)比例为1∶1的电池器件并采用不同的温度对电池进行退火处理,发现在120℃的温度下退火电池器件的性能最好,器件的转换效率从2.28;提高到2.47;,增加了8.3;.为进一步优化电池器件的性能,制备了在相同的活性层厚度下不同的给受体比例的电池器件,发现在给受体的厚度之比为1∶5时器件性能最好,电池开路电压为0.8V,短路电流为10.21 mA/cm2,填充因子为46.04;,转换效率为3.71;.     

水浴温度对化学浴沉积制备的CdxZn1-xS薄膜光电性能的影响

采用氯化镉,氯化锌,硫脲,柠檬酸钠和氨水构成的溶液体系通过化学浴沉积法合成CdxZn1-xS薄膜,采用SEM、EDS、XRD和紫外可见近红外分光光度计等表征手段研究了CdxZn1-xS薄膜的形貌、组分、相结构和光学性能,测试了薄膜的光电流响应曲线进而对薄膜的光电性能进行了分析.结果表明,在65 ～ 85℃水浴温度下均可以制备CdxZn1-xS薄膜,随着水浴温度升高,薄膜中Zn的原子比例相对增加,光学带隙增大;制备的薄膜均显示了明显的光电导现象.75℃制备的薄膜的表面最为平整致密,结晶性最好,光学带隙为2.72 eV,光暗电导比为1.20;光源关闭后电流下降过程最快,关闭10 s后电流下降了约69.39;.