3D打印技术作为新兴的增材制造技术领域的重要技术装备, 正在向各领域拓展其应用范围。在 3D打印机的工作过程中, 需要对打印材料进行温度控制, 以确保打印质量和打印效果。对于微滴喷射式的阵列打印头的研发而言, 考虑到其体积、功耗等边界的严格约束条件, 传统的可编程阵列逻辑(FPGA)、单片机等电路实现方案不再适用, 需要开发与之配套的温控集成电路, 并以裸硅片的形式与其他控制电路等进行集成封装。本文基于阵列打印头研发的边界条件限制, 采用模块化集成电路设计方法, 提出一种打印头温控集成电路架构, 完成前端设计、原型验证、后端设计等开发工作。芯片版图面积 740 μm×740 μm, 符合设计需求, 满足 3D打印头的系统开发需要。

为提高有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSCs)光吸收效率、平衡有源层中载流子产生速率, 将周期性纳米光栅结构引入到PSCs器件结构中。分析了光栅周期、光栅高度和有源层厚度对表面等离子激元(SPPs)与法布里-珀罗(F-P)共振耦合模式的影响。通过改变光栅周期, 实现了SPPs与F-P共振耦合波长范围与钙钛矿材料的弱吸收光谱区域相重合, 同时光栅高度的增加可以增大耦合模式的光谱宽度。SPPs与F-P共振耦合模式实现了金属电极与电子传输层(ETL)界面处的局域电场增强。结果表明: 场增强效应扩展到有源区, 有效提高了PSCs有源层远入射光侧在570~800 nm波长范围内的光吸收, 进而提高了有源层远入射光区域的载流子产生速率。当光栅周期为250 nm、光栅高度为50 nm、源层厚度为300 nm时, PSCs在太阳光弱吸收光谱区域内的本征吸收提高了~12%, 有源层远入射光侧载流子产生速率提高了~41%。

以石英和不同型号的玻片为基底，系统研究了基底折射率对周期性金银复合纳米阵列的制备及其光学性能的影响。采用离散偶极子近似(DDA)数值方法研究了复合阵列的局部表面等离子共振(LSPR)光谱特性，计算结果表明，当基底折射率为1.43 和1.68 时，纳米阵列的折射率灵敏度(RIS)和品质因子(FOM)比较优异。利用纳米球刻蚀法(NSL)制备了二维周期性复合纳米点阵结构，实验结果表明，当基底折射率为1.43 和1.68 时，基底与贵金属纳米颗粒有较好的粘合度，纳米阵列结构形貌比较规则清晰。

应用时域有限差分(FDTD)法,对光在二维异质结光子晶体中含两个近邻点缺陷直角弯曲波导的传输特性进行了数值模拟研究。计算结果表明,具有特定本征共振频率的光子晶体微腔(点缺陷),可将在其邻近波导中传播的相同频率成分的光波“引入”到微腔中。“引入”的频率依赖于异质结光子晶体弯曲波导和微腔的参量,从而能够实现调变“引入”频率。通过改变点缺陷周围介质材料(液晶)的折射率或相关介质柱半径,可分别实现约31 nm或12 nm的波长调谐范围。计算结果为光通信中的调谐、上/ 下载滤波器,提供了一条新的设计思路和依据。

用热聚合法制备了掺Eu(DBM)3Phen螯合物的聚合物光纤,建立了团簇化铕离子相互作用模型,以此为基础研究该掺杂聚合物光纤的团簇现象。利用速率方程理论,结合光纤的抽运光透射率实验,得到所研究光纤中团簇化铕离子浓度。掺铕质量分数为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,1%的聚合物光纤中团簇化铕离子的浓度分别为0.045,0.07,0.07,0.07,0.07,0.08。因此,该掺杂聚合物光纤的团簇化铕离子浓度较低且基本不随掺杂浓度的增加而增加,铕离子之间的团簇化现象不明显。