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温度对4H-SiC紫外光电探测器特性的影响
摘要: 揭示并基于光电导理论解释了n型4H-SiC化学气相沉积(CVD)外延层中载流子浓度在(1-50)×101? cm?3范围内对200-400 nm波段Cr肖特基势垒紫外探测器光谱特性的影响。通过掩模真空热蒸发法制备了20 nm厚度、8 mm直径的Cr薄膜肖特基势垒。实验还观察到CVD外延层载流子浓度对探测器加热至200°C时光谱特性的显著影响,该现象可通过产生-复合过程的差异得到合理解释。当探测器在200°C温度下接受注量为4×1012 cm?2的15 MeV质子辐照时,其量子效率较25°C相同辐照条件下制备的样品有所提升,这表明4H-SiC器件在高温环境下具有更强的抗辐射性能和更长的使用寿命。
关键词: 辐照、量子效率、质子、碳化硅、注量
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第16届第四族光子学国际会议(GFP) - 新加坡, 新加坡 (2019.8.28-2019.8.30)] 2019年IEEE第16届第四族光子学国际会议(GFP) - 短波红外波段谐振腔增强型GeSn光电探测器研究
摘要: 生长了含10%锡的GeSn材料并设计了工作于2000纳米波长的谐振腔增强型光电探测器(RCE PDs),其量子效率高达91%。该研究表明RCE GeSn光电探测器有望成为实现高响应度短波红外探测的有效途径。
关键词: 量子效率,谐振腔增强型光电探测器,锗锡合金
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 量子效率与带宽优化的电光采样技术
摘要: 电光采样(EOS)技术能够对远红外(太赫兹)至近红外宽光谱范围内的光学波形进行场敏感检测。最新研究表明,该技术已应用于中红外(MIR)分子指纹区液体与气体的高灵敏度光谱分析,突破了该波段宽带探测器的固有局限,展现了这种相干检测方案在分子光谱领域的应用潜力。本文通过理论与实验研究了EOS中量子效率/动态范围(DR)与探测带宽的权衡关系。理论模型采用一维形式描述EOS检测的两步过程:首先通过一阶传播方程计算非线性上转换过程,继而利用强门控脉冲对产生的和频场进行外差检测。首组实验中,我们采用中心波长1030纳米的高功率16飞秒脉冲,对中心波长8.6微米、跨度一个倍频程的光谱进行采样。通过测量EOS晶体(500微米厚硒化镓)后MIR功率随延迟时间的最大衰减,测得2%的上转换效率——该数值在EOS领域前所未有。而85微米厚晶体的最大MIR损耗仅0.3%,这是由较短相互作用长度所致。但模拟显示该薄晶体会显著提升探测带宽。由于采用创纪录本地振荡器功率(28兆赫兹450毫瓦)的外差检测受散粒噪声限制,该转换效率实现了6.5×10^6的超高振幅动态范围(测量时间20秒),直接提升了光谱检测的灵敏度。模拟表明采用中心波长2微米的采样脉冲可实现更优相位匹配,预期带宽-动态范围矛盾将得到缓解,目前我们正开展相关实验验证。
关键词: 外差检测、量子效率、动态范围、带宽、电光采样
更新于2025-09-16 10:30:52
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不同波长激光对光电探测器CCD的干扰研究
摘要: 为研究图像传感器受激光辐照的干扰机理,分别采用波长为473 nm、532 nm和632.8 nm的连续激光辐照同型号单色CCD与彩色CCD,观测干扰现象并计算串扰阈值。对实验采集的数字图像进行处理,分别提取单色CCD与彩色CCD在不同激光功率下的干扰程度曲线。实验结果表明:CCD材料的量子效率及滤光片对激光的透过率会影响其抗干扰能力,量子效率与透过率越高,CCD干扰效应越显著;且彩色CCD的抗干扰能力优于单色CCD。实验所用CCD对不同波长的抗干扰能力排序为:473 nm > 532 nm > 632.8 nm。最后通过分析载流子溢出模式模拟饱和点与串扰现象,仿真结果与实验数据基本吻合。
关键词: 电荷耦合器件、量子效率、饱和阈值、干涉模拟、干扰现象
更新于2025-09-16 10:30:52
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锂离子掺杂触发Li?SrSiO?:xEu2?荧光粉卓越的量子效率与热稳定性,用于光学测温及高发光效率白光LED
摘要: 开发了Eu2+/Li+共掺杂Li2SrSiO4橙黄色荧光粉,用于白光发光二极管(白光LED)和光学测温领域。在近紫外和蓝光激发下,该荧光粉表现出Eu2+离子的最佳掺杂浓度为5 mol%的发射特性,其浓度猝灭机制主要为偶极-四极相互作用。通过将Li+离子引入基质晶格,提升了合成荧光粉的热稳定性和内量子效率。当激发波长为419 nm和449 nm时,Eu2+/Li+共掺杂Li2SrSiO4荧光粉的内量子效率分别提高至73%和69%。采用温度依赖性发射光谱表征了样品的热稳定性。以该荧光粉作为橙黄色组分的白光LED灯展现出更优的光电性能。此外,基于Eu2+离子的温度依赖性带宽,详细研究了产物的测温性能,最大灵敏度达到0.049 K?1。这种具有多激发波长的荧光粉适用于高发光效率白光LED和光学温度计。
关键词: Li2SrSiO4,Eu2+/Li+共掺杂,热稳定性,量子效率,荧光粉,白光LED,光学测温
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于近紫外LED的发光银-锂沸石磷光体
摘要: 受限在沸石中的银团簇(AgCLs)展现出卓越的发光特性,兼具高光致发光量子效率与可调谐的可见光发射特征,使其成为极具前景的照明器件用磷光体。然而迄今为止,缺乏高效的近紫外(NUV)和蓝光激发型银沸石材料阻碍了其在远程LED中的应用。本研究表明,在NUV-LED器件中采用银沸石材料可获得高效绿光发射,其外量子效率达83%,并具有300-400 nm的宽激发范围。该磷光材料通过将AgCLs限域于脱水全锂交换的Linde型A(LTA)沸石中获得。X射线衍射分析和X射线激发光学发光-X射线吸收精细结构(XEOL-XAFS)方法分别揭示:Li+离子与脱水处理对AgCLs发光特性的独特影响,源于沸石骨架结构及配体配位四面体Ag4团簇的结构变化。此外,光物理证据显示这些样品具有约210毫秒的长衰减时间(这是稳态发射的原因),很可能源自被限域在LTA沸石方钠石笼中的六锂阳离子包围的、具有电荷转移特性的四面体Ag4(O2)团簇三重态衰减过程。
关键词: 发光、近紫外发光二极管、银团簇、量子效率、荧光粉、沸石
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 美国佛罗里达州米拉马尔海滩(2019.8.19-2019.8.21)] 2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 具有纳米结构表面的超薄MSM光电探测器
摘要: 光子捕获结构有助于提升超薄金属-半导体-金属(MSM)光电探测器的量子效率(QE),使其在保持小于1微米厚度的同时实现高速响应。研究表明,器件厚度越薄,短脉冲响应时间越短:250纳米厚的硅薄层脉冲响应时间为2皮秒,而400纳米和700纳米厚度的脉冲响应时间分别为3皮秒和5皮秒。具有纳米孔结构的薄层硅量子效率高于同厚度平面硅——250纳米纳米孔硅在850纳米波长下量子效率达60%(同厚度平面硅为20%);400纳米纳米孔硅为80%(同厚度平面硅为40%);700纳米纳米孔硅为90%(同厚度平面硅为60%);1500纳米纳米孔硅为95%(同厚度平面硅为80%)。具有纳米孔结构的薄层硅量子效率均高于同厚度平面硅:250纳米纳米孔硅在850纳米波长下为60%(平面硅20%);400纳米纳米孔硅为80%(平面硅40%);700纳米纳米孔硅为90%(平面硅60%);1500纳米纳米孔硅为95%(平面硅80%)。
关键词: MSM光电探测器、超薄结构、量子效率、纳米孔、光子捕获
更新于2025-09-16 10:30:52
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碰撞电离对嵌入中间带量子棘轮太阳能电池性能的影响:一项广泛的模拟研究
摘要: 通过考虑子带隙区域的碰撞电离效应,对嵌入量子棘轮的中间能带太阳能电池性能开展了研究。采用Silvaco ATLAS TCAD软件对所研究的器件结构进行建模。重点分析了量子效率、光谱响应、内建电场及电池内部复合等关键参数——这些因素正是导致电池效率(E?)、填充因子(FF)、短路电流密度(Jsc)和开路电压(Voc)偏低的主因。碰撞电离效应通过单光子激发多个电子-空穴对解决了短路电流密度偏低的问题,而棘轮能带则通过延长少数载流子光生载流子的寿命实现了电压保持功能。凭借这一先进特性,该器件结构实现了超过80%的更高转换效率。
关键词: 碰撞电离、中间能带、量子效率、太阳能电池、复合、子带隙
更新于2025-09-16 10:30:52
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具有高量子效率的红色发光Rb2Bi(PO4)(MoO4):Eu3+粉体与陶瓷材料在白光LED中的应用光学特性
摘要: 一种优质LED荧光粉需满足几项关键要求:强吸收性、高量子效率、高色彩纯度及高发光猝灭温度。研究表明,Rb2Bi(PO4)(MoO4):Eu3+荧光粉完全具备这些特性。该材料在近紫外光激发下可发射明亮红光,其计算色坐标显示在77-500K温度范围内具有良好稳定性。掺杂50%Eu3+的样品量子效率接近100%。除粉末样品外,研究者还制备了Rb2Eu(PO4)(MoO4)陶瓷圆盘,并将其与近紫外LED组合制成红光光源。结果表明,该陶瓷圆盘能有效吸收375nm和400nm LED的发射光,可作为磷光体转换白光LED中的红色组分。
关键词: 热猝灭、发光陶瓷、红色荧光粉、色坐标、量子效率、发光效能
更新于2025-09-16 10:30:52
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光纤通信(原理与应用)|| 光接收机
摘要: 电子通信系统中接收机的作用是以尽可能低的载波功率电平提取对应发射机发送的信息。光纤通信链路中光接收机的主要功能是将接收到的光信号转换为等效电信号并恢复数据。光接收机的核心组件之一是光电探测器,它利用光电效应将入射光信号转换为电信号。高灵敏度、大动态范围、快速响应(即获取时间)、高可靠性、低噪声、与光纤尺寸兼容以及低成本是光电探测器的重要性能要求。半导体光电探测器最能满足这些需求,它能将光纤传输的光信号转换为等效电信号以供后续处理,从而实现预期输出。适用于800-900纳米、900-1100纳米和1100-1600纳米三个光谱范围的光电探测器类型,在制造材料和组装工艺上各有差异。PIN光电二极管是理想的半导体光电探测器件,因其能提供高量子效率、快速响应及高频调制工作能力。光电探测器可检测的最小接收光功率受噪声限制。全集成单光束光接收机包含半导体光电二极管、电域前置放大器、数字逻辑电路及片外电子驱动电路。本章全面讨论光电探测器和光接收机的关键要素:首先阐述光电探测过程的基本原理,继而介绍光接收机常用各类光电探测器,随后说明光接收机单元的组成部件,最后详细分析限制信噪比的光接收机噪声源、接收机灵敏度参数及其劣化机制。
关键词: 半导体光电探测器、噪声性能、量子效率、光电探测器、雪崩光电二极管(APD)、p-i-n光电二极管、接收机灵敏度、响应度、光接收机
更新于2025-09-12 10:27:22