1 华中科技大学 武汉光电国家研究中心， 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学 集成电路学院， 湖北 武汉 430074
3 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院， 浙江 杭州 310024
4 中国科学院 上海光学精密机械研究所， 强场激光物理国家重点实验室， 上海 201800
热蒸发法是实现钙钛矿发光二极管商业化显示应用的可靠技术。然而，热蒸发沉积的钙钛矿薄膜的PLQY经常较低，并且钝化手段不如溶液法丰富。本文报道了一种通过原位共蒸技术将钝化剂引入钙钛矿层的方法，这种方法能够钝化真空沉积钙钛矿中的缺陷，增强辐射复合，并提高钙钛矿的PLQY。氧膦基团与不饱和位点形成配位络合，钝化了钙钛矿的晶界缺陷，并抑制了带尾态缺陷。基于最佳比例的钙钛矿薄膜所制备的LED器件表现出最大6.3%的EQE，最大亮度为35 642 cd/m2。更进一步地，基于全真空的器件制备工艺，获得了最大EQE为5.0%的312 ppi高分辨率PeLEDs。总之，本文为热蒸发PeLEDs的缺陷钝化提供了有用的指导，证明热蒸发PeLEDs在效率和亮度提升方面具有巨大潜力，并具备商业化前景。
钙钛矿发光二极管 热蒸发 缺陷钝化 像素化 perovskite light-emitting diodes thermal evaporation defect passivation patterning
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学杭州高等研究院物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
3 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
太赫兹源是太赫兹科学技术发展和相关应用研究的基础。超快激光为太赫兹的产生和探测提供了稳定、可靠的激发光源。超快激光泵浦各种激发介质可以产生太赫兹波，激发介质主要有4类：1）固体介质，如光电导天线、晶体等；2）气体介质，如空气；3）液体介质，如液态水、液态镓、液氮等；4）等离子体介质，如钛薄膜、金属铜箔。太赫兹场强的进一步提高催生了人们对强场太赫兹与物质的相互作用以及太赫兹非线性光谱学的研究，太赫兹不仅能作为探测物性的手段，其发射光谱亦可以实现对材料中非平衡态载流子与晶格、自旋等有序度的强耦合。本文综述了超快激光激发数种不同类型介质产生太赫兹源的国内外研究发展历程，包括其工作原理以及目前存在的问题，总结了目前强场太赫兹波在物态调控方面的应用，以及太赫兹时间分辨光谱在新型物态探测方面的应用，最后展望了太赫兹源未来的发展趋势和应用前景。
激光技术 超快激光 强场太赫兹波 物态调控 中国激光
2023, 50(17): 1714005
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
2 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
4 华中科技大学 光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
准二维Ruddlesden?Popper（R?P）卤化物钙钛矿具有优越的光电特性，在太阳能电池、发光二极管、激光器等光电器件中受到广泛关注，但严重影响载流子的弛豫和传输特性的激子?声子之间的相互作用还未得到充分揭示。与广泛研究的三维钙钛矿结构相比，准二维钙钛矿存在天然形成的量子阱结构，具有更大的激子结合能，激子效应更加明显，但对其激子?声子相互作用的研究仍然较少。因此，我们通过溶液法制备了准二维R?P型钙钛矿（PEA）2Csn-1PbnBr3n+1薄膜，其增益系数高达~1 090.62 cm-1，获得了低阈值（~12.48 μJ/cm2）的放大自发辐射。基于此，我们通过变温荧光光谱（77~300 K）和瞬态吸收光谱技术研究了（PEA）2Csn-1PbnBr3n+1薄膜随温度变化的发光特性，以阐述其内部的激子?声子相互作用对其发光性能的影响。发现在低温域内（77~120 K），由激子?声子相互作用引起的带隙变化相对较弱，晶格热膨胀占主导地位；随着温度升高，激子?声子相互作用对带隙变化产生较大影响。另一方面，激子?声子相互作用会促使发光光谱线宽加宽，但我们在77~120 K的温度范围内观察到了反常线宽变窄现象，这归因于由局域化效应引起的多量子阱中的能量转移机制；直到120 K之后，激子?声子相互作用引起的谱线加宽才足以逆转这一趋势。本文对准二维钙钛矿的激子?声子相互作用的研究对于提高准二维钙钛矿光学性能及其发光应用具有指导价值。
激子-声子相互作用 准二维钙钛矿 光谱加宽 局域化效应 exciton-phonon interaction quasi-2D perovskite spectral broadening localization effects
1 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
近年来，钙钛矿材料及器件由于其优异的光电特性取得了巨大的研究进展。特别是准二维卤化物钙钛矿材料，因其具有激子结合能大、激子‐光子强耦合和稳定性好等优点，在光电器件领域显示出很大的应用潜力。此外，准二维钙钛矿中自发形成的量子阱结构允许激子能量从小n相转移到大n相，能够有效促进激子利用率和粒子数反转，这使得准二维钙钛矿材料能够成为激光器中的光学增益介质。本文首先介绍了准二维钙钛矿的晶体结构和优异的光学性能，进而总结了调节准二维钙钛矿晶相结构的几种策略。最后，回顾了准二维钙钛矿微纳激光器的发展，并对准二维钙钛矿材料和激光器件的研究进行了总结和展望。
准二维钙钛矿 晶相调控 增益介质 激光器 quasi-2D perovskite crystal orientation gain medium laser
Tingyuan Jia 1,2,3Shaoming Xie 1,2Zeyu Zhang 1,2,3,4,*Qinxue Yin 1,3[ ... ]Yuxin Leng 1,2,3,5,***
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences (CAS), Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
4 School of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
5 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
Bilayer graphene, which is highly promising for electronic and optoelectronic applications because of its strong coupling of the Dirac–Fermions, has been studied extensively for the emergent correlated phenomena with magic-angle manipulation. Due to the low energy linear type band gap dispersion relationship, graphene has drawn an amount of optoelectronic devices applications in the terahertz region. However, the strong interlayer interactions modulated electron-electron and electron-phonon coupling, and their dynamics in bilayer graphene have been rarely studied by terahertz spectroscopy. In this study, the interlayer interaction influence on the electron-electron and the electron-phonon coupling has been assigned with the interaction between the two graphene layers. In the ultrafast cooling process in bilayer graphene, the interlayer interaction could boost the electron-phonon coupling process and oppositely reduce the electron-electron coupling process, which led to the less efficient thermalization process. Furthermore, the electron-electron coupling process is shown to be related with the electron momentum scattering time, which increased vividly in bilayer graphene. Our work could provide new insights into the ultrafast dynamics in bilayer graphene, which is of crucial importance for designing multi-layer graphene-based optoelectronic devices.
terahertz ultrafast spectroscopy bilayer graphene Chinese Optics Letters
2022, 20(9): 093701
红外与激光工程
2021, 50(11): 20210116
1 上海大学 理学院, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
利用超快泵浦探测技术, 研究了近红外飞秒强激光脉冲作用下, 金膜中的超快电子动力学过程。研究发现, 800 nm飞秒激光激发后, 金膜的瞬态反射率存在一个下降过程。通过对金膜的瞬态反射率光谱进行分析和模拟, 发现主要是自由电子弛豫和带间双光子跃迁这两种电子动力学过程综合作用的结果。利用双温模型, 模拟了800 nm飞秒激光作用下金膜的温度弛豫和瞬态反射率变化过程, 理论计算结果与实验结果符合良好。
泵浦探测技术 近红外飞秒激光 金膜 超快电子动力学 瞬态反射率 pump-probe technology near-infrared femtosecond laser gold film ultrafast electron dynamics transient reflectivity
1 重庆师范大学 物理与电子工程学院, 重庆 401331
2 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
3 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
4 中国科学院大学 杭州高等研究院, 浙江 杭州 310024
近年来, 三维铅卤钙钛矿由于其优异的光电子性能, 作为光电器件(如太阳能电池、发光二极管和激光器等)的新型半导体材料被广泛研究, 然而三维钙钛矿的铅毒性以及稳定性差严重阻碍了其商业化应用。低维钙钛矿材料由于其优异的光电性能以及稳定性, 在光电应用领域引起了广泛关注。除了用于光伏和发光二极管以外, 低维钙钛矿已成为未来光电探测器有前途的候选者。本文对低维钙钛矿的结构、光电探测器的种类以及性能参数进行简要介绍, 重点阐述了低维钙钛矿光电探测器的研究进展。同时, 对本研究领域未来的发展方向进行了讨论。
低维 钙钛矿材料 稳定 光电探测器 low-dimensional perovskites stability photodetector
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学杭州高等研究院, 浙江 杭州 310024
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
4 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210
钙钛矿材料作为新兴半导体材料,具有吸收系数大、载流子扩散长度长、缺陷态密度低和带隙可调谐等优点,在太阳能电池、光源等光电领域有着广泛的应用前景。本文主要探讨钙钛矿材料作为激光增益介质,应用于微纳激光领域所取得的成果与研究进展,并对不同激光腔的模式分类进行总结概述,最后对钙钛矿微纳激光的发展前景进行展望。
材料 钙钛矿材料 微纳激光 回音壁模式 法布里-珀罗模式 随机激光 波长调谐 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071602
1 西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710000
2 西安中科华芯测控有限公司，陕西 西安 710000
光纤陀螺(FOG)输出易受环境温度的影响，发生漂移导致光纤陀螺测量精度降低。采用传统的BP 神经网络容易陷入局部极小值，导致网络训练失败。为了优化BP 神经网络，本文提出了一种粒子群(PSO)优化BP 神经网络与小波降噪相结合的光纤陀螺温度漂移补偿方法。首先分析了光纤陀螺温度漂移产生的原因；然后在不同温度下对光纤陀螺进行测试，最后采用该方法建立了光纤陀螺温度漂移模型并根据模型对光纤陀螺进行补偿，结果表明采用该方法补偿后光纤陀螺在不同温度下的输出标准差降低了60.19%，与传统的BP 神经网络相比补偿效果显著提高。
光纤陀螺 温度漂移补偿 Shupe 效应 小波降噪 启发式阈值法 fiber optic gyroscope temperature drift compensation Shupe effect wavelet denoising heuristic threshold
