强激光与粒子束
2023, 35(6): 062002
强激光与粒子束
2023, 35(6): 062003
北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室,北京 100876
光通信系统不断提升的传输速率对光电探测器的带宽提出了更高的要求。利用有限元分析软件APSYS对p区倒置型雪崩光电探测器(APD)进行设计与优化。结果表明,双台面p区倒置型 APD可将电场限制在中心区域,避免器件发生边缘击穿,器件的暗电流约为0.1 nA,最大带宽为23 GHz,增益带宽积为276 GHz。在此结构上,对双台面p区倒置型 APD的台面及层结构参数进行优化,得到最大带宽为31.7 GHz,增益带宽积为289.4 GHz的三台面p区倒置型 APD。
光通信 光电探测器 p区倒置型雪崩光电探测器 台面结构 增益带宽积 中国激光
2022, 49(13): 1306002
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
Linearity is a very important parameter to measure the performance of avalanche photodiodes (APDs) under high input optical power. In this paper, the influence of the absorption layer on the linearity of APDs is carefully studied by using bandgap engineering with the structure model of separated absorption, grading, charge, multiplication, charge, and transit (SAGCMCT). The simulated results show that in the hybrid absorption layer device structure the 1 dB compression point can be improved from to by increasing the proportion of the -type absorption layer. In the device structure with only one absorption layer, increasing the doping level of the absorption layer can also improve the 1 dB compression point from to 1.43 dBm at a gain of 10. Therefore, the absorption layer is very critical for the linearity of APDs.
linearity avalanche photodiode dynamic range Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 022503
1 中国海洋大学 信息科学与工程学部,山东 青岛 266100
2 青岛海洋科学与技术国家实验室 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,山东 青岛 266237
3 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东 青岛 266071
基于蒙特卡洛模拟方法,建立了一个水中激光偏振辐射传输模型,用于模拟分析船载偏振激光雷达水体垂直剖面的偏振探测回波,分析了不同光学参数的水体和激光雷达测量模式下的偏振测量误差。使用高斯分布设置了三种深度分布在10~30 m的低、中、高浓度散射层,其叶绿素a峰值浓度分别为0.1 mg/m3、1 mg/m3和10 mg/m3。模拟了激光发射波长为532 nm,接收视场角为10~1000 mrad的船载海洋激光雷达的偏振回波信号,并分析了影响偏振测量误差的主要因素。研究结果表明,由于激光在水中的多次散射过程,随着探测深度、叶绿素a浓度和接收视场角的增大,激光雷达接收光信号的单次散射率不断降低,导致激光雷达直接测量的退偏振比的误差随之增大。以100 mrad接收视场角为例,中浓度散射层情况下,在散射层上(0~10 m)、散射层中(10~30 m)和散射层下(30~40 m)的退偏振比相对误差分别为16%、125%、281%;在散射层中,低、中、高三种浓度散射层的退偏振比相对误差分别为54%、125%、731%。视场角从10 mrad增大到1000 mrad时,退偏振比相对误差逐渐增大,在中浓度散射层情况下,其在散射层上、散射层中和散射层下的变化范围分别为6%~28%、17%~452%和10%~734%。文中结果表明,偏振海洋激光雷达探测水体退偏振比时,由于多次散射过程的影响,传统的退偏振比算法会引入较大误差,有必要在反演算法中对其进行校正,以提高激光雷达的探测精度。
海洋激光雷达 偏振蒙特卡洛 水体光学参数 垂直剖面 退偏振比 oceanographic lidar polarization Monte Carlo water optical parameter vertical profile depolarization ratio 红外与激光工程
2021, 50(6): 20211035
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electrical and Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
2 Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
3 Light, Nanomaterials, Nanotechnologies (L2n), Université de Technologie de Troyes & CNRS ERL 7004, Troyes 10004, France
4 State Key Laboratory of Applied Optics, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
5 Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Technologies (Southern University of Science and Technology), Ministry of Education, Shenzhen 518055, China
We report holographic fabrication of nanoporous distributed Bragg reflector (DBR) films with periodic nanoscale porosity via a single-prism conuration. The nanoporous DBR films result from the phase separation in a material recipe, which consists of a polymerizable acrylate monomer and nonreactive volatile solvent. By changing the interfering angle of two laser beams, we achieve the nanoporous DBR films with highly reflective red, green, and blue colors. The reflection band of the nanoporous DBR films can be tuned by further filling different liquids into the pores inside the films, resulting in the color change accordingly. Experimental results show that such kinds of nanoporous DBR films could be potentially useful for many applications, such as color filters and refractive index sensors.
distributed Bragg reflector nanoporous reflection grating holographic fabrication phase separation refractive index sensing Chinese Optics Letters
2020, 18(8): 080007
齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院自动化研究所, 山东 济南 250100
采用太赫兹时域光谱系统测试黄芩苷混合物的光谱,发现黄芩苷混合物在0.3~1.5 THz波段具有明显的吸收特征;采用二维相关光谱(2DCOS)算法进行分析后发现,混合物光谱对外扰变量(黄芩苷的浓度)变化敏感。在光谱分析的基础上分别建立了基于支持向量机(SVM)和偏最小二乘法(PLS)的定量分析模型,采用Kenard-Stone(KS)法选择模型的校准集和验证集,引入相关系数和均方根误差评价建模效果。结果表明:基于支持向量机和偏最小二乘法的定量分析模型的预测数据与实际数据均表现出良好的相关性,并且均方根误差较小,能够实现对黄芩苷的定量检测;SVM模型的预测结果优于PLS模型。研究结果为药物质量检测提供了一种新方法,对药物的质量检测具有重要意义。
光谱学 太赫兹 黄芩苷 二维相关光谱 支持向量机 偏最小二乘法 定量检测
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 武警陕西总队, 陕西 西安 710083
基于低轨预警卫星对中段弹道导弹的探测机理, 综合考虑了复杂探测环境中各辐射源(太阳、地表、大气、云层)对弹道中段目标的辐射作用, 计算了三个波段各辐射源在目标表面产生的辐照度, 在此基础上建立了弹头目标自身辐射及反射辐射模型。基于弹道中段目标红外辐射计算结果, 结合预警卫星成像系统的衍射效应, 推导了成像综合信噪比、探测作用距离修正模型, 从这两个方面分析了深空背景下低轨预警卫星对弹道中段目标的探测能力。结果表明: 复杂探测环境中各辐射源对目标成像综合信噪比的影响不可忽略, 约为目标自身辐射综合信噪比的1.2倍; 低轨卫星光学系统的衍射效应对中段目标探测能力影响严重, 8~9.4、9.4~10、10~14 μm波段下衍射效应修正前后综合信噪比差值占未修正综合信噪比的比率分别为41.9%、36.7%、10.4%; 探测距离随观测角度的变化而变化, 迎头探测时, 探测距离最大。
低轨预警卫星 红外辐射 综合信噪比 探测距离 low orbit early warning satellite infrared radiation synthetic signal-to-noise ratio detection range 红外与激光工程
2019, 48(6): 0604003
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
研究了载体平台振动条件下红外系统成像模糊效应模型, 实现了系统成像模糊效应动态仿真。依据红外系统成像原理及平台振动规律, 建立载体平台振动下红外系统成像模糊效应模型; 通过研究模糊效应纹理预生成及实时采样方法, 实现载体平台振动下系统成像模糊效应实时计算; 基于仿真结果定量分析了载体平台不同振动条件下, 红外系统成像质量退化程度。结果表明: 载体平台振动时, 振动振幅或振动频率增大都会导致红外系统成像质量严重退化; 而且观测距离越远, 载体平台振动对系统成像质量影响越明显。
红外系统 模糊效应 平台振动 纹理 动态仿真 成像质量 infrared system blur effect platform vibration texture dynamic simulation imaging quality 红外与激光工程
2018, 47(9): 0904004