1 华南师范大学半导体科学与技术学院，广东 广州 510631
2 东莞南方半导体科技有限公司，广东 东莞 523781
界面工程是提高光电探测器性能的有效方法之一。报道了基于界面工程调控的石墨烯（Gr，2D）/GaN（3D）范德瓦耳斯异质结紫外光电探测器。GaN吸收光子产生电子空穴对，并在内建电场作用下发生分离。其中，光生空穴利用隧穿效应向Gr一侧迁移，而光生电子向GaN一侧迁移。在较高的电场驱动下，载流子将发生碰撞，造成光电流倍增，使得器件的光吸收效率与光电转化效率有明显提升。因此，器件在-2 V偏压条件和5 μW/cm2紫外光照射下，展示出较高的响应度（395.2 A/W）和较大的探测率（4.425×1015 Jones）值。该研究丰富了界面工程技术在Gr基紫外光电探测器的应用，为制备高性能紫外探测器提供了可能。
氮化镓 二维/三维 金属有机化学气相沉积 紫外探测器 激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0304001
Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronic Information & Key Laboratory of Electromagnetic Transformation and Detection of Henan Province, Luoyang Normal University, Luoyang 471934, China
2 School of Physics and Electronic Engineering, Sichuan University of Science & Engineering, Zigong 643000, China
3 Department of Applied Physics, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
4 School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
Rare-earth-doped upconversion (UC) materials are ideal candidates for solar photovoltaic conversion and NIR response devices due to their unique spectral conversion properties. However, their low efficiency remains a tremendous challenge for practical applications. Here, we constructed an efficient NIR light-responsive device by coating a Si-photoresistor with a transparent gel consisting of UC powders and an organic polymer matrix. We show that reasonable introduction of alkali metal ions (, , and ) into the lattice of UC crystals results in the improvement of photoelectricity conversion efficiency, due to the high crystallinity and surface reconstruction caused by alkali metal ion doping.
rare-earth-doped upconversion materials solar photoelectric conversion NIR response devices doping with alkali metals Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051603
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 中国空间技术研究院西安分院，陕西 西安 710100
3 北京圣涛平试验工程技术研究院，北京 100089
针对国内加速器束流快速标定的需求并参考欧洲航天局的单粒子翻转监测器，本文成功研制重离子单粒子效应标定系统，并成功应用于国内串列重离子加速器束流的单粒子效应试验标定。试验结果表明，11种重离子分别在入射角度为0°、45°和60°的辐照下，可以标定系统在“00”和“FF”数据模式下的SEU（Single Event Upset）截面数据。通过与国内外主要加速器的单粒子翻转试验数据结果的比对，分析标定系统内部单粒子翻转物理分布图，验证所设计的单粒子标定系统可以对重离子加速器中束流的准确性和均匀性进行准确监测。
超快光学 单粒子效应 重离子加速器 试验标定系统 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1732001
西安科技大学 电气与控制工程学院, 西安 710054
地磁感应电流(GIC)可能会引起变压器直流偏磁从而威胁电力设备和电网的安全。鉴于GIC计算所需的很多输入参数是不确定变量，全面评估电网GIC水平及对电网的威胁有必要研究GIC的不确定度及GIC对输入变量的敏感度。基于混沌多项式展开(PCE)提出了一种GIC的不确定度量化方法，利用双曲线截断技术进一步提高了计算效率，计算了GIC对输入参数的敏感度指标。以新疆750 kV规划电网为例，利用提出的方法对GIC进行了不确定度量化，得到了GIC的均值和标准差等统计量。根据混沌多项式系数计算了Sobol敏感度指标，得到了GIC对电场幅值和电网直流电阻等输入参数的敏感度。与蒙特卡罗法(MC)相比，此方法在保证精度的前提下大大提高了计算效率。
地磁感应电流 混沌多项式展开 不确定度量化 敏感性分析 稀疏展开 geomagnetically induced current polynomial chaos expansion uncertainty analysis sensitivity analysis sparse expansion 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070010
西安科技大学 电气与控制工程学院, 西安 710054
地磁暴引起的地磁感应电流(GIC)可能引起变压器直流偏磁，对电网的安全稳定运行带来威胁，远程实时监测GIC对电网的GIC防御具有重要的指导意义。设计了一种基于云服务器的电网GIC远程监测系统，数据采集终端实时采集变压器中性点的GIC，多监测点数据经GPRS分端口发送至云服务器的内网进行存储，用户可通过云服务器的公网IP远程访问并对数据进行绘图、下载等处理，实现了电网GIC数据的实时发布与共享。结合空间天气的预测数据，还可以初步实现GIC的预警。对系统的数据采集终端以及基于云服务器的监测软件平台两大模块进行了实验室及变电站现场测试，测试结果表明该系统实现了设计要求，满足功能需求。
云服务器 霍尔传感器 实时监测 预警 cloud server GIC GIC Hall sensor real-time monitoring early warning 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070009
1 西安现代控制技术研究所, 西安 710065
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
3 浙江万里学院, 浙江 宁波 315100
利用中心波长1 028 nm、重复频率50 kHz、脉冲宽度220 fs的超短脉冲激光在掺Nd3+光热敏折变玻璃中刻写双线型和压低包层管状波导.研究了激光功率、波导双线间距、管状波导直径对近场模式的影响, 得到了两组导光模式较优的波导.利用波导的近场模式强度分布重构了其折射率分布图, 得到两类波导最大的折射率增加量分别为+7.0×10-4和+5.5×10-4.利用散射法测得双线型波导的传输损耗为1.29 dB/cm; 通过测量插入损耗得到压低包层管状波导的传输损耗小于1.95 dB/cm.利用飞秒激光在掺Nd3+光热敏折变玻璃中直接写入光波导, 在集成光学器件上具有广阔的应用前景.
集成光学 双线型波导 压低包层管状波导 飞秒激光光刻 掺Nd3+光热敏折变玻璃 Integrated optics Double line waveguide Tubular depressed cladding waveguide Femtosecond laser writing Nd3+ doped photo-thermo-refractive glass
1 中国石油天然气集团 西部管道有限责任公司, 乌鲁木齐 830012
2 西安交通大学 电磁脉冲研究中心, 西安 710049
3 中国石油天然气股份有限公司 北京油气调控中心, 北京 100007
在电磁脉冲效应试验中，由于所获得的效应数据量一般较少，利用经典的数理统计方法对效应阈值场强进行概率拟合非常困难。基于贝叶斯数理统计方法，对油气管道数据采集与监视控制系统的中心控制系统客户端的电磁脉冲效应数据拟合分析。选择了Weibull分布模型和正态分布模型作为假设模型，并依次求得这两种模型参数的先验分布、似然函数和后验分布。通过拟合优度检验，最后基于贝叶斯信息准则选择形状参数、尺度参数分别为8.87, 21.11的Weibull模型作为更合理的阈值场强概率分布模型。
电磁脉冲 效应评估 贝叶斯方法 阈值场强 electromagnetic pulse effect assessment Bayesian method threshold strength 强激光与粒子束
2015, 27(12): 125002
1 南京师范大学物理科学与技术学院江苏省光电技术重点实验室, 江苏 南京 210046
2 常熟理工学院物理与电子工程学院, 江苏 常熟 215500
以标准单模光纤包层的外表面作为基底，通过改进的恒温蒸发对流引导合理控制溶剂蒸发温度和液体表面下降的速度,使用垂直沉积法在其曲面圆柱型基底涂覆三维二氧化硅胶体晶体。单模光纤垂直插入二氧化硅胶体溶液中，处于圆形容器的中心，在毛细力的驱动下胶体微球在光纤外表面形成三维的胶体晶体薄膜。实验所用二氧化硅微球平均粒径为390 nm，晶体生长时间仅为12 h。用扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的表明形貌：确定了样品表面面心立方结构的［111］和［100］两种晶向排列，同时发现了［100］晶向之间有规律的［111］晶向排列的交叉图案。对胶体微球不同的晶向排列以及交叉图案进行了定性的分析和讨论。
胶体光子晶体 垂直沉积法 二氧化硅 晶向排列
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Key Lab of Opto-Electronic Technology, School of Physical Science and Technology, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China
2 School of Physics and Electronic Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China
The natural sedimentation method combining with the isothermal heating evaporation induced self-assembly is presented to fabricate three-dimensional (3D) colloidal crystals in the curved cavity of the fiber end face. A-50 \mu m-deep cavity is etched by hydrofluoric acid. The colloidal crystals are characterized by optical and scanning electron microscopy. A 1380-nm stop band is observed by measuring their transmission spectra at normal incidence by an optical spectrum analyzer (OSA).
胶体光子晶体 光纤 光子带隙 310.6860 Thin films, optical properties 160.5298 Photonic crystals 230.5298 Photonic crystals Chinese Optics Letters
2010, 8(5): 515
1 南京师范大学 物理科学与技术学院,江苏省光电技术重点实验室,江苏 南京 210097
2 河南科技大学 理学院,河南 洛阳 471003
基于对光纤传输特性和胶体光子晶体制备方法的研究,提出了用外加电场控制的方法制备光子带隙位于通讯波段的FCC结构的胶体光子晶体,并用光纤系统测试胶体光子晶体的带隙特性。采用RSOFT模拟了胶体光子晶体的带隙,分析了带隙位于通讯波段时所需的胶体微球的基本参量(微球折射率和直径) 。采用自组装的方法,用步进电机控制玻璃基片向上的拉升速率,速率为5 μm/s,同时外加一电场。用扫描电镜观测胶体晶体的表面形貌,并设计了单模光纤系统测量胶体光子晶体的带隙特性。测试的透射谱线表明胶体光子晶体的带隙中心波长为1552 nm。测试结果和模拟结果具有很好的一致性,误差只有2 nm。
材料 胶体光子晶体 带隙 电场 光纤
