1 北京航空航天大学电子信息工程学院，北京 100191
2 电子科技大学物理学院，四川 成都 611731
3 中国科学院物理研究所，北京 100191
4 张江实验室，上海 201210
基于自旋电子材料的太赫兹（THz）发射器具有高效率、超宽带、低成本、易集成等许多独特优势，不仅能够应用在高重复频率激光振荡器驱动的THz时域光谱仪上，而且在高能飞秒激光放大器驱动下能够产生强场THz电磁脉冲，在THz谱学成像、强场THz物理等方面已展现出重要的应用价值。然而，以往基于自旋电子产生THz电磁波的辐射机理和器件研制方面的工作均基于远场THz时域光谱技术，得到的结果是对泵浦激光光斑作用面积的THz发射信息的平均，无法给出材料在微纳尺度上的超快自旋电流以及THz发射性能方面的有用信息。本工作采用光纤飞秒激光器驱动的超快THz散射型扫描近场光学显微成像技术，研究了铁磁异质结材料钨/钴铁硼/铂（W/CoFeB/Pt）在纳米空间尺度下的自旋电子太赫兹发射性能，在横向百纳米尺度上获得了高信噪比的自旋电子THz发射，为纳米空间分辨上实现THz频率的超快自旋电流的产生、探测、操控等提供了新方法，对超快THz自旋光电子学的发展有一定的参考价值。
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0325001
1 湖南大学材料科学与工程学院，湖南光电集成创新研究院，湖南 长沙 410082
2 诺视科技（苏州）有限公司，江苏 苏州 215011
基于发光二极管的显示技术在电视、电脑、手机等终端产品上获得了广泛应用。与传统液晶显示器和有机发光二极管屏幕相比，微型发光二极管（Micro-LED）显示器件在尺寸、性能、功耗、使用寿命等方面均具有显著优势。总结了Micro-LED全彩色显示的技术类别和产品应用场景，综述了实现Micro-LED全彩色显示的最新研究进展，包括巨量转移技术、色转换层集成技术和外延芯片单片集成技术，并进一步比较分析这些技术的优缺点，展望了Micro-LED全彩色显示技术的未来发展。
发光二极管 显示技术 单片集成 巨量转移 氮化镓 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0125001
1 厦门大学物理科学与技术学院福建省半导体材料及应用重点实验室，福建 厦门 361005
2 厦门大学九江研究院，江西 九江 332000
采用快速热退火方法制备了尺寸较小、密度较高的银纳米颗粒阵列，其面密度在一定区间可调控。通过实验测得银纳米颗粒阵列的远场反射和透射谱，进一步经理论数值变换，研究了所制备银纳米颗粒阵列的吸收、散射及消光特性。从谱线的变化趋势可知，当银纳米颗粒阵列的面密度不断增大、即颗粒间距逐步减小时，所产生的局域表面等离激元共振的波长发生红移；而且相邻金属纳米颗粒的耦合作用越强，波长红移越明显。该方法为分析高密度、小尺寸，特别是粒子间存在耦合的金属纳米颗粒阵列的等离激元特性提供了有效参考。
表面等离激元 金属纳米颗粒阵列 相互耦合 远场光谱 数值变换 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2325001
闽南师范大学物理与信息工程学院，福建 漳州 363000
近年来，Rh纳米结构因在紫外波段有较强的局域表面等离激元共振（LSPR）效应，且材料的物理化学性能稳定，引起了广泛关注。以Rh纳米结构为研究对象，采用时域有限差分法系统地模拟并分析200~400 nm波段圆柱状Rh纳米阵列结构的消光特性和电场强度分布，以此研究Rh纳米结构的局域表面等离激元共振特性。结果表明：Rh纳米结构的LSPR特性与其直径、高度、间距以及周围折射率都有极强的相关性。通过这些参数的变化可以有效调制Rh纳米结构的LSPR共振波段，这对实现Rh纳米结构LSPR效应在紫外吸收、探测等相关领域应用具有重要参考意义。
光电子学 局域表面等离激元共振 Rh纳米结构 时域有限差分法 消光光谱 激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1925001
1 中国科学院微小卫星创新研究院，上海 201203
2 中国科学院大学，北京 100049
3 上海宇航系统工程研究所，上海 210019
太阳电池片可用作粗太阳敏感器（粗太敏），多个等规格粗太敏相互配合可实现太阳矢量的全天域获取；粗太敏的在轨性能决定了其获得太阳矢量的精度。本文基于TZ-1（天智一号）卫星长时间跨度的大量在轨数据，以差分式太阳敏感器确定的太阳矢量为基准，分析粗太敏所确定太阳矢量的角度偏差；对粗太敏输出进行反演，分析其安装偏差及性能衰减情况；并综合多片粗太敏输出，对三结砷化镓太阳电池片对应的凯利余弦曲线进行拟合。分析结果表明，粗太敏安装偏差较小，其所确定的太阳矢量偏差小于5°，性能衰减速率约为0.0621 V/a，可实现一定精度范围内太阳矢量的全天域获取。
光电子学 粗太阳敏感器 太阳电池片 凯利余弦曲线 最小二乘数据拟合 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1725001
1 中国科学院光电技术研究所环境光学研究院，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
LED阵列光源凭借其高亮度、长寿命及节能环保等独特优点广泛应用于医学、微纳加工、光学成像等领域，但其匀化系统存在光线准直难、可实现的照明光斑面积小等问题，难以在需要均匀照明的光学领域当中得到广泛应用。针对这一问题，提出了一种基于微透镜阵列的大面积LED阵列光源匀化方法。首先通过矩阵光学及近轴光学理论进行理论分析，然后利用lighttools软件进行系统设计及仿真实验，最终在像面上实现了大面积的均匀光斑。相较于以往最多可实现50 mm×50 mm的匀化光斑，该匀化系统可做到104 mm×104 mm、均匀度为87.375%的大面积规则的均匀光斑，该方法对医学、红外夜视、投影显示、航空照明领域等需要大面积均匀照明的系统有着重要意义。
光电子学 光源匀化方法 矩阵光学 微透镜阵列 大面积LED 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525003
中国石油大学（华东）理学院，山东 青岛 266580
具有超高品质因子的光学微腔是构造各种集成光子器件的重要组件，以光子晶体微腔为基础的混合微腔为实现强烈的光和物质相互作用提供了一个新颖的平台，在腔量子电动力学、集成单光子源、量子计算等方面都具有十分广阔的应用前景。本文基于双异质结构光子晶体微腔，结合蝶形金纳米天线等离激元结构，设计实现了一种可见光波段的新型光子-等离激元混合微腔，并通过改变蝶形金纳米天线的间隙、角度、长度、厚度、相对位置等结构参数，利用三维时域有限差分法研究了等离激元纳米结构对混合腔的品质因子、有效模式体积、品质因数的调控规律，模拟结果显示，混合腔的有效模式体积和品质因数分别始终稳定在10-6（λ/n）3和108（λ/n）-3数量级，最佳品质因数值可达5.730689×108（λ/n）-3，优于其他类型的微腔。
光电子学 纳米光子学和光子晶体 光子晶体微腔 等离激元 纳米天线 品质因子 时域有限差分法 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525002
张傲翔 1任炳阳 2王芳 1,3,4,5,*刘俊杰 1,3,5刘玉怀 1,3,4,5,**
1 郑州大学电气与信息工程学院电子材料与系统国际联合研究中心，河南省电子材料与系统国际联合实验室，河南 郑州 450001
2 郑州大学计算机与人工智能学院，河南 郑州 450001
3 郑州大学智能传感器研究院，河南 郑州 450001
4 郑州唯独电子科技有限公司，河南 郑州 450001
5 郑州大学产业技术研究院有限公司，河南 郑州 450001
为了提升深紫外激光二极管（DUV LDs）的载流子注入效率，优化其工作性能，提出了阶梯型超晶格（SSL）电子阻挡层（EBL）和楔形（WS）空穴阻挡层（HBL）结构。使用Crosslight软件分别仿真了具有矩形EBL和HBL、矩形超晶格（RSL）EBL和塔形（TS）HBL以及SSL EBL和WS HBL的DUV LDs。仿真结果表明，SSL EBL和WS HBL更有效地增加了量子阱（QWs）中的载流子注入，减少了非有源区的载流子泄漏，提高了辐射复合率，降低了阈值电压和阈值电流，提高了DUV LDs的输出功率和电光转换效率。
激光器 深紫外激光二极管 AlGaN 阶梯型超晶格 阻挡层 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525001
北京工业大学光电子技术教育部重点实验室，北京 100124
分布式布拉格反射镜（DBR）是共振腔发光二极管（RCLED）的主要组成部分，其温度特性对RCLED的性能有着重要影响。基于650 nm红光RCLED，设计出由Al0.5Ga0.5As和Al0.95Ga0.05As组成的DBR结构。首先通过AlxGa1-xAs材料折射率的色散关系分析温度对AlxGa1-xAs材料折射率的影响，进而模拟了DBR反射谱的温度特性，得到随着温度升高DBR反射谱红移的结论，温漂速率为0.048982 nm/℃。通过MOCVD制备出30对Al0.5Ga0.5As和Al0.95Ga0.05As组成的DBR外延结构，并对其进行反射谱测试，发现随着温度升高反射谱出现了红移现象，温漂速率为0.049277 nm/℃，与模拟结果相近，验证了温度升高导致反射谱红移结论的正确性。
共振腔发光二极管 分布式布拉格反射镜 温度 色散关系 外延 光学学报
2023, 43(14): 1425002
1 江苏大学计算机科学与通信工程学院，江苏 镇江 212013
2 江苏大学江苏省工业网络安全技术重点实验室，江苏 镇江 212013
构建了一种多层嵌套的谷拓扑光子回路结构，直接通过倏逝场的耦合实现回路间的能量传递。每个回路都有自己的共振频率，通过对光源频率和位置的调节，可以选择性地激发单层或多层回路的共振模式，进而实现对光波传输路径的调控。与同类型的研究结果相比，所设计结构没有采用引入缺陷形成谐振腔的方法，而是保留了谷光子晶体结构的完整性，具有共振和波导传输的双重特征，从而增加了传输信道的密度。研究结果在可重构光子传输波导领域具有较大的应用价值。
光电子学 谷拓扑边界态 单向传输 嵌套环形回路 重构性 光学学报
2023, 43(14): 1425001
