量子点具有光谱随尺寸可调、发光效率高、光热和化学稳定性好及溶液加工性好等优点, 使其在照明、显示等领域具有广泛的应用前景, 成为近年来研究的热点。本文首先介绍了量子点材料的种类及其3种不同的核壳结构, 随后对近年来量子点白光发光二极管(QD-WLED)的研究进展进行系统地描述和对比, 重点分析了量子点产生白光的方法, LED器件结构及光电性能, 最后总结了QD-WLED在可见光通信、健康照明、植物照明及光动力疗法等方面的应用, 阐述了该领域所面临的挑战和未来发展前景。

制备了3.6,5.1和6.0 nm三种尺寸的胶体PbSe量子点,并对其光学特性进行实验研究.在室温条件下,实验发现小尺寸胶体PbSe量子点的光致发光光谱随温度升高发生红移;大尺寸胶体PbSe量子点的光致发光光谱随温度升高发生蓝移.以PbSe量子点温度依赖的光致发光光谱特性为基础,提出一种新型的集成电路芯片温度检测方法.这种新型的温度检测方法是将胶体PbSe量子点沉积在集成电路板表面,使用激光器发射出平行激光束,使芯片表面的胶体PbSe量子点层光致发光,通过红外光谱仪接收光致发光光谱,实现温度的检测;利用图像采集系统对芯片表面特定微小区域成像,实现微米尺度区域的温度检测.实验结果表明,测量精度为±3 ℃,其相对误差不大于5％.

ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点是一种无毒, 无重金属的“绿色”半导体纳米材料。 在研究中, 制备了三种尺寸的ZnCuInS/ZnSe/ZnS核壳量子点, 其直径分别为3.3, 2.7, 2.3 nm。 通过测量不同尺寸的ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的光致发光光谱, 其发射峰值波长随尺寸的减小而蓝移。 其吸收峰值波长和发射峰值波长分别是510, 611（3.3 nm）, 483, 583（2.7 nm）以及447, 545 nm（2.3 nm）。 ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点具有显著的尺寸依赖效应。 ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的斯托克斯位移分别为398 meV（3.3 nm）, 436 meV（2.7 nm）以及498 meV（2.3 nm）, 这样大的斯托克斯位移证明, ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点的发光机制与缺陷能级有关。 同时, 对直径为3.3 nm的ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点进行了温度依赖的光致发光光谱的测量, 当温度为15～90 ℃时, 该量子点发射峰值波长随温度的升高而红移, 发光强度随温度的升高而降低, 说明ZnCuInS/ZnSe/ZnS量子点是以导带能级与缺陷能级之间跃迁为主的复合发光。

ZnCuInS/ZnS量子点是一种无重金属“绿色”半导体纳米材料。制备出了直径为2.9 nm的ZnCuInS/ZnS核壳量子点。从ZnCuInS/ZnS量子点的吸收及光致发光光谱中可以看到, 量子点的斯托克斯位移为410 meV。这样大的斯托克斯位移表明, ZnCuInS/ZnS量子点的复合机制与缺陷能级有关。研究并计算了在辐射及非辐射驰豫过程的(Huang-Rhys)因子及平均声子能量。结果表明在50~373 K范围内, 能量带隙的变化以及光致发光光谱的增宽是分别由光从能带边缘向缺陷能级跃迁及载流子声子耦合导致的。

在研究中, 制备了3.8和5.8 nm两种尺寸的PbSe胶质纳米晶, 并对PbSe胶质纳米晶温度依赖的光学特性进行了研究。 实验数据表明: 在室温情况下, 随着温度和尺寸的变化, PbSe胶质纳米晶的禁带宽度、 发光峰值波长、 发光强度及全波半宽度等都会发生改变。 在纳米晶尺寸是3.8 nm时, PbSe胶质纳米晶的禁带宽度随温度升高产生红移; 但是当尺寸是5.8 nm时, 禁带宽度随温度升高产生蓝移。 随温度的升高, PbSe胶质纳米晶的发光强度将下降、 全波半宽度会增加。

ZnCuInS/ZnS量子点是一种无重金属、 “绿色”半导体纳米材料。 在研究中, 制备出尺寸为3.2 nm的ZnCuInS/ZnS核壳量子点, 并说明它是施主－受主对复合发光。 通过测量ZnCuInS/ZnS量子点的光致发光光谱, 其发射峰值波长为620 nm、 半宽度是95 nm的红光。 同时, 还制备出Poly-TPD有机薄膜, 其发光光谱是峰值波长为480 nm的蓝光。 所以, ZnCuInS/ZnS量子点和Poly-TPD发光颜色具有互补性。 在ZnCuInS/ZnS量子点薄膜层上包覆一层poly-TPD薄膜后, 二者发光颜色互补。 在恰当的偏置电压下, 可以得到较好的白光光谱。 计算表明, 其色坐标是(0.336, 0.339), 颜色指数是92。

介绍了国内首次研制的卫星太阳能电池阵破损自动检测系统的检测原理、系统结构与设计及现场试用结果。系统采用专用照明系统,电池阵列经光学系统清晰成像至CCD传感器上,经信号放大、A/D转换后输入计算机管理和控制系统。图像传感探头自动扫描整块电池板,并由距离传感器控制,始终保持采集图像清晰。利用特有的系统控制和检测软件,处理每幅电池图像信息,检测结果通过列表形式给出损伤电池的位置、破损类型、破损度等参数。现场试验结果表明：该系统的检出率达98.5%以上,检测速度为每分钟20片电池,达到了快速、高精度、自动化检测太阳能电池阵的使用要求。

针对化纤企业生产、检测的需要,研制了一种粘纤单丝数目自动检测系统。系统采用环形光源,从周围均匀照明经静电和高速风两次分离的粘纤,再由成像物镜将分离的粘纤清晰成像至高速面阵CCD传感器靶面上,基于Directshow技术自行编制出图像采集程序。利用自主研发的图像处理软件,处理粘纤图像信息,自动计算其单丝的数目,并给出判别结果。在图像处理方面采用分行消包络阈值分割法和连通域跟踪计数法,解决了粘纤计数中的胶丝重叠、分叉等关键技术难题,保证了计数准确率。该系统具有精度高、检测速度快等特点。

论述了液压油污染颗粒光电检测系统的原理及结构。该系统以面阵CCD作为被测污染颗粒边缘图像的探测器件，采用激光准直扩束技术和计算机数字图像处理技术，运用最佳阈值分割和轮廓提取相结合的图像数据处理方法，实现了油液污染颗粒图像边缘的精确检测。利用该系统对实际液压油进行了实验，证明了系统的实用性和实效性。

通过理论分析和实验结果,叙述了在宽带单脉冲相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱测温技术中,利用光参量振荡器(OPO)代替常用的染料激光器作为斯托克斯光源的可行性问题。理论分析指出,测温范围在2200 K以内,用OPO作斯托克斯光源是可行的,并利用该实验装置实测酒精灯火焰中的温度分布,其结果与辐射温度计测量结果比较,误差在5%以内。