1 北京工业大学信息学部 光电子技术教育部重点实验室，北京 100124
2 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
3 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏 苏州 215123
采用脉冲直流磁控溅射法在Si（100）衬底上制备了AlN/Mo/Sc0.2Al0.8N复合结构薄膜，在该结构上通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术进行GaN薄膜的外延。使用原子力显微镜、高分辨X射线衍射、粉末X射线衍射、扫描电子显微镜和拉曼光谱研究了Mo插入层的厚度对Sc0.2Al0.8N缓冲层和GaN外延层晶体质量的影响，研究了Sc0.2Al0.8N缓冲层对Mo上生长的GaN外延层的影响。研究结果表明，Mo插入层的厚度是影响Sc0.2Al0.8N缓冲层和GaN外延层的重要因素，Sc0.2Al0.8N缓冲层对Mo上GaN晶体质量的提高具有重要意义。随Mo厚度的增加，Sc0.2Al0.8N缓冲层的表面粗糙度先减小后增大，GaN外延层的（002）面X射线衍射摇摆曲线半峰全宽先减小后增大。当Mo插入层厚度为400 nm时，GaN外延层的晶体质量最好，GaN（002）面的X射线衍射摇摆曲线半峰全宽为0.51°，由拉曼光谱计算得到的压应力483.09 MPa；直接在Mo上进行GaN的外延，GaN（002）面的X射线衍射摇摆曲线半峰全宽无法测得，说明在Mo上进行GaN的外延需要Sc0.2Al0.8N缓冲层。
GaN 金属有机化学气相沉积（MOCVD） ScAlN X射线衍射 GaN metal-organic chemical vapor deposition（MOCVD） ScAlN X-ray diffraction（XRD）
1 中国科学院东北地理与农业生态研究所, 吉林 长春130102
2 中国科学院长春净月潭遥感实验站, 吉林 长春130102
3 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春130012
4 东北大学测绘遥感与数字矿山研究所, 辽宁 沈阳110819
植被含水量是作物长势好坏的指示因子, 利用遥感技术及时准确监测植被含水量对农业生产、 作物估产和干旱状况评价具有重要意义。 基于新一代对地观测计划Landsat 8 OLI传感器(Operational Land Imager, 陆地成像仪), 评价其植被含水量反演的能力与局限性。 首先, 利用ProSail冠层模型模拟冠层光谱反射率数据集, 分析OLI传感器的植被含水量敏感波段以及土壤背景对各波段反射率的影响, 然后利用基于Landsat OLI影像计算的植被水分指数和2013年6月1日—8月14日期间采样的植被含水量数据, 比较12种植被水分指数与地面实际采样的植被含水量的相关性, 评价估算植被含水量的最佳植被水分指数。 结果表明: OLI传感器的红、 近红外和两个短波红外对植被含水量敏感, 其中近红外波段最为敏感;在低植被覆盖度时, 土壤背景反射率的太阳辐射将达到光谱传感器影响植被水分指数与植被含水量之间的关系, 利用ProSail模拟干湿土壤背景反射率结果也表明土壤背景对植被冠层反射率的影响很大;引入优化土壤调整植被指数(OSAVI)去除土壤背景对植被水分指数的影响;在12种植被水分指数中, MSI2与植被含水量的拟合关系最好(R2=0.948), 植被含水量的平均拟合误差为0.52 kg·m-2;在植被生长晚期即植被含水量大于2 kg·m-2时, 各植被水分指数出现饱和情况, 植被含水量的估算结果不佳。
植被含水量 植被水分指数 ProSail模型 Vegetation water content Landsat 8 Landsat8 Vegetation water index ProSail model 光谱学与光谱分析
2014, 34(12): 3385
随着激光技术的发展, 激光大气传输特性一直是激光领域的研究热点。综合激光大气传输的理论模型, 运用科学的软件开发方法设计出了一套仿真系统, 用来模拟激光在复杂大气环境中的辐射特性和激光的传输过程。该系统理论模型以Lambert-Beer定律为基础, 结合了瑞利散射和米散射等经典理论, 当在烟幕环境中模拟激光传输时, 采用了多次散射模型。仿真中对大气环境采用逐段细化, 每段根据数据库参数变化选取合适的计算模型, 以提高仿真精度。绘制出了光斑和等位面随传输距离的演化图形, 以演示激光大气的传输过程。
大气光学 大气传输 散射 系统仿真 atmosphere optics atmospheric propagation scattering system stimulation
1 沈阳大学物理系, 辽宁 沈阳 110044
2 北京邮电大学安立光电检测研究中心, 北京 100876
从基本激光理论出发,建立了掺铒光纤激光器的传播方程。掺铒光纤在1550 nm波长处具有很高的增益,正对应低损耗通信窗口,具有潜在的应用价值。抽运光模强度分布与纤芯铒离子分布的重叠积分因子是对激光器非常重要的参数,将对光纤的模式进行分析,根据各个模式的模场来判断该模式是否与纤芯铒离子分布有重叠,研究了与介质吸收截面有关的重叠积分的影响因素;对放大自发辐射(ASE)噪声特性进行理论分析,给出增益、阈值功率和斜率效率等的解析形式,建立输出特性计算模型。针对这种环形腔掺铒光纤激光器,编写专门的计算程序,在输出特性等方面进行理论计算仿真,对该结构布局所带来的影响进行详细分析讨论。
光纤激光器 环形腔 掺铒光纤 阈值功率
1 鲁东大学物理与电子工程学院, 山东 烟台 264025
2 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876
在半导体激光器实现波长转换的理论模型中引入互耦合系数, 根据改进后的波长转换模型, 得出了波长转换的误码率特性与理论模型中的互耦合系数的关系, 并进行了数值模拟和实验验证。数值模拟结果表明, 互耦合系数的大小取决于信号光和探测光功率及其波长间隔, 互耦合系数越大, 波长变换的误码率越小。理论与实验结果表明, 只有在大的信号光功率、小的探测光功率和较小波长间隔情况下, 即当互耦合系数取值较大时, 波长转换的误码率才能达到最小, 信号光功率的减小及探测光功率的偏大均会增大系统的误码率。
光通信 误码率 互耦合系数 波长变换
1 北京邮电大学 电子工程学院，北京 100876
2 沈阳大学 物理学院，沈阳 110044
理论分析了光纤光栅调谐量与光纤应力和拉伸系数间的关系，实验研究了环行腔掺铒光纤激光器的最佳输出耦合比、调谐波长与新型可调谐光纤光栅挤压长度的关系以及不同耦合比对激光线宽和调谐范围的影响。在最佳输出耦合比为9∶1时得到3．8mW最大激光输出功率，在耦合比为7∶3时最大调谐范围为7．85nm。
光纤激光器 可调谐光纤光栅 fiber laser tunable fiber grating
光纤光栅外腔半导体激光器(FBG－ECL)在未来光通信系统占有着越来越重要的地位。根据FBG－ECL的等效腔模型，讨论了光纤光栅反射率、带宽对FBG－ECL的输出功率，阈值特性、边模抑制比等静态特性的影响。指出了存在最佳光纤光栅峰值反射率，不仅使得FBG－ECL具有更高的输出功率，而且可以获得极好的边模抑制比。最后根据实测在不同反射率下外腔激光器的激射光谱，发现理论分析结果和实验数据是吻合的。
光纤光栅 外腔半导体激光器 阈值电流 边模抑制比 fiber grating external cavity semiconductor lasers threshold current side-mode suppression ratio
作为自动交换光网络中的核心器件,全光波长转换器发挥着重要作用.本文根据光纤光栅外腔半导体激光器(FBG-ECL)实现波长转换的理论模型,重点研究光子寿命对波长转换器调制特性的影响;利用速率方程,数值求解了不同光子寿命下波长转换特性;通过自行搭建的基于FBG-ECL的实验平台进行了实验分析,发现理论分析和实验数据是吻合的.
全光波长转换 光子寿命 速率方程 调制响应 半导体激光器
1 北京邮电大学电子工程学院,北京,100876
2 辽宁大学物理系,辽宁,沈阳,110036
理论上从半导体激光器的速率方程出发,利用其增益饱和效应,提出了光纤光栅外腔半导体激光器实现波长变换的理论模型.利用此模型对入射波为高斯波时的波长变换进行了数值模拟.实验实测了光纤光栅外腔半导体激光器的波长变换前后的谱线,得到带宽0.1nm,边模抑制比为37.9dB的激光谱线,并且利用此波长的外腔激光器得到了波长转换间隔为8nm的激光谱线.理论分析和实验结果证明,光纤光栅外腔半导体激光器在实现波长变换方面具有很好的线性响应特性.
半导体激光器 波长变换 光纤光栅 数值分析 线性响应
1 北京邮电大学,电子工程学院,北京100876
2 辽宁大学,物理系,沈阳,110036
对影响光纤光栅外腔半导体激光器特性的几个重要因素(光纤光栅长度、耦合系数、内腔反射系数)进行了理论分析和数值模拟.从实验上进行了验证,实测了不同反射率情况下激光器的激射光谱,得到了带宽为0.1nm、出纤功率达417.4μW、边模抑制比高达37.9dB的激光谱线.验证的结果表明,理论分析、数值模拟、实验结果是吻合的.
外腔半导体激光器 光纤光栅 数值模拟 模耦合
