重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
毫米波通信技术尽管能够满足第五代移动通信技术(5G)的设计指标, 但是毫米波在传输过程中的路径损耗严重影响了其传输性能, 需要使用波形赋形技术来集中传输的能量以削弱路径损耗带来的影响, 而传统的非连续接收(DRX)机制应用在波束赋形系统中会导致波束失准, 在5G系统中已不再适用。针对以上问题, 文章提出一种长周期可调整的定向DRX(A-ODRX)机制, 将波束搜索状态并入到长周期状态来克服波束失准, 同时引入了长周期递增系数以节省功耗, 采用半马尔可夫链和欧洲电信标准化委员会(ETSI)流量模型对A-ODRX机制进行了模拟仿真, 仿真分析了A-ODRX机制下的平均延迟、节能效果以及波束失准概率。仿真结果表明, A-ODRX机制可以在明显降低波束失准概率的同时有效地降低终端的能耗。
第五代移动通信技术 毫米波 波束赋形 可调整的定向非连续接收 半马尔可夫 5G millimeter wave beamforming A-ODRX semi-Markov
Author Affiliations
Abstract
1 School of Microelectronics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Department of Electrical and Computer Engineering, University of California San Diego, La Jolla, CA 92037, USA
3 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
The AlGaN-based deep ultraviolet (DUV) light-emitting diode (LED) is an alternative DUV light source to replace traditional mercury-based lamps. However, the state-of-the-art DUV LEDs currently exhibit poor wall-plug efficiency and low light output power, which seriously hinder their commercialization. In this work, we design and report a tunnel-junction-cascaded (TJC) DUV LED, which enables multiple radiative recombinations within the active regions. Therefore, the light output power of the TJC-DUV LEDs is more than doubled compared to the conventional DUV LED. Correspondingly, the wall-plug efficiency of the TJC-DUV LED is also significantly boosted by 25% at 60 mA.
deep ultraviolet LED tunnel junction wall-plug efficiency AlGaN Chinese Optics Letters
2021, 19(8): 082503
1 华中科技大学 武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 中国科学院上海技术物理研究所，上海 200083
多量子阱红外探测器是一种新型的利用子带跃迁机制的探测器件，具有非常高的设计自由度。GaN/Al(Ga)N量子阱由于大的导带带阶，超快的电子驰豫时间，超宽的红外透明区域以及高的声子能量，使得其成为继GaAs量子阱红外探测器之后又一潜在的探测材料结构。文中详细综述了国内外关于GaN基量子阱红外子带吸收及其探测器件的研究进展。首先介绍了量子阱红外探测器的工作原理及其选择定则，接着从极性GaN基多量子阱、非极性或半极性GaN基多量子阱以及纳米线结构GaN基多量子阱三个方面回顾当前GaN基多量子阱红外吸收的一些重要研究进展，包括了从近红外到远红外甚至太赫兹波段范围的各种突破。最后回顾了GaN基多量子阱红外探测器件的研究进展，包括其光电响应特性和高频响应特性，并对其未来的发展进行总结和展望。
GaN 量子阱 红外探测器 子带跃迁吸收 GaN quantum well infrared photodetector intersubband transition absorption 红外与激光工程
2021, 50(1): 20211020
华中科技大学,武汉光电国家研究中心，武汉 430074
深紫外光源在杀菌消毒、生化检测、紫外固化、紫外通信等方面具有巨大的应用前景，基于AlGaN半导体的深紫外发光二极管(LED)因具有无毒、体积小、能耗低、寿命长、波长可调等优势，得到了广泛的关注和研究。经过近二十年的研究开发，AlGaN基深紫外LED无论是发光效率和器件寿命都得到了巨大的提升，已逐步开始商业化。然而，相对于GaN基蓝光LED，目前AlGaN基深紫外LED的效率仍旧非常低，还有很大的提升空间。本文首先介绍了深紫外LED的发展现状，并分析了导致器件效率低的原因。然后，分别从内量子效率、光提取效率以及电光转换效率三个方面对目前AlGaN基深紫外LED的研究状况进行了系统的回顾，总结了目前提高发光效率的各种手段和方法。最后对AlGaN基深紫外LED的未来发展进行了展望。
深紫外LED 内量子效率 光提取效率 电光转换效率 AlGaN AlGaN deep ultraviolet light emitting diode internal quantum efficiency light extraction efficiency wallplug efficiency
1 天津理工大学理学院, 天津 300384
2 天津工业大学电子与信息工程院, 天津 300387
采用严格耦合波分析方法系统研究了平面波照明的亚波长梯形金属槽阵列的光学异常吸收现象。模拟了结构参数的改变对亚波长金属梯形槽阵列吸收效率的影响,并引入Fabry-Perot半解析模型对计算结果进行分析。研究结果表明,亚波长金属梯形槽阵列的吸收增强现象主要来自槽内模式的Fabry-Perot共振效应及阵列结构间表面等离激元的能量传导耦合作用。当槽深满足Fabry-Perot共振条件,且阵列周期满足表面等离激元激发条件时,金属梯形槽吸收率峰值接近1。与矩形槽相比,选择适当的梯形槽斜边倾角可以在保证吸收率的同时,放宽槽深的加工容忍度,有助于降低器件加工难度,提升器件设计可行性。
表面光学 表面等离激元 光陷效应 光学异常吸收 严格耦合波分析 亚波长金属梯形槽阵列 Fabry-Perot模型 激光与光电子学进展
2019, 56(20): 202416
常州工学院 电气与光电工程学院, 江苏 常州 213032
在研究双树复小波变换原理的基础上，结合遥感图像中云雾和景物的频率差异，提出一种去云雾方法。设计并建立了去云雾处理硬件系统，介绍系统组成和系统开发步骤，叙述摄像头驱动程序、视频信号输出程序、人机交互界面等的设计方法，采用设计的系统开展图像采集和去云雾处理，给出并分析处理效果。实验结果表明，当分解层数、分界数和权重取默认值时，该文算法的图像处理的熵达到7.61，优于小波阈值法和同态滤波法。设计的系统去云雾处理能力和自适应性强。
双树复小波变换 遥感图像 去云雾处理 dual-tree complex wavelet transform remote sensing image cloud and mist removal
1 天津工业大学电子与信息工程学院, 天津 300387
2 天津市光电检测技术与系统重点实验室, 天津 300387
3 天津理工大学理学院, 天津 300384
4 承德医学院附属医院, 河北 承德 067000
针对表面增强拉曼散射的应用, 采用严格耦合波分析方法研究了亚波长金属槽阵列的表面电磁场增强效应。模拟阵列周期和槽深对阵列槽口处电磁场增强的影响, 明确了结构内部共振效应对电磁场增强的贡献, 分析了亚波长金属槽阵列拉曼散射的平均增强效果及阵列外空间中电磁场增强的有效作用范围。研究表明, 在槽内共振效应的影响下, 亚波长金属槽阵列在一个周期内的拉曼散射增强因子可达106数量级, 并在垂直距离阵列表面1/5波长的范围内可得到明显的电磁场增强, 超出该范围增强因子将迅速衰减到1的数量级。数值结果表明阵列表面电磁场增强几乎不受贵金属类型的影响。
表面光学 表面增强拉曼散射 电磁场增强 亚波长金属槽阵列 严格耦合波分析 中国激光
2017, 44(11): 1113001
1 广西大学 物理科学与工程技术学院, 广西相对论天体物理重点实验室, 光电子材料与探测技术实验室, 广西 南宁 530004
2 华中科技大学 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
通过椭偏仪对生长在蓝宝石上的不同厚度氮化铝薄膜的变温光学性质进行了研究, 并采用托克-洛伦兹模型对椭偏实验数据进行了拟合分析, 精确得到了氮化铝薄膜的厚度和光学常数(折射率n, 消光系数k)等.研究的结果表明: 相比薄的氮化铝薄膜, 厚的氮化铝薄膜的折射率较大.随着温度的升高, 氮化铝的折射率、消光系数和带隙会向低能端单调地移动(红移)；厚度对带隙随温度改变的影响较小, 对折射率则有一定的影响.
氮化铝 椭偏仪 厚度 温度 AlN Spectroscopic Ellipsometry thickness temperature
采用有限元方法, 借助多物理场软件COMSOL模拟了底栅顶接触结构有机场效应晶体管电位和载流子浓度随源漏电压Vds的变化。模拟结果表明, 当固定栅压Vg=-10 V时, 改变Vds从0~-10 V, 对于电位分布, 从栅极到源漏电极竖直方向有渐进的变化, 而从源极到漏极的水平方向呈现由大到小明显的梯度变化。对于载流子浓度, 观察到沟道处从源极向漏极逐渐减少, 在靠近漏极的区域减少得尤为明显, 而当源漏电压等于栅极电压时, 产生夹断现象。进一步将模拟结果与实际制备的器件性能进行了对比, 模拟结果与实验数据所显示的分布趋势大体相同, 印证了模拟的合理性。由此表明, 采用模拟方法分析有机场效应晶体管的器件特性, 对于实际制备器件具有重要的指导意义。
有机场效应晶体管 有限元方法 电位 载流子 organic field effect transistor finite element method potential carrier
