1 1. 曲靖师范学院 化学与环境科学学院, 曲靖 655011, 曲靖 655011
2 2. 曲靖师范学院 教师与教育学院, 曲靖 655011
铌酸盐类物质, 如LiNbO3, KNbO3, LnNbO4 (Ln=Pr, La, Ga, Y)等, 表现出优良的光敏特性, 受到广泛关注, 但过渡金属类铌酸盐研究较少, 其光电特性与空位缺陷的关系尚无深入探讨。基于密度泛函理论第一性原理方法, 本研究探讨了空位缺陷对ZnNb2O6体系光电特性的影响。通过对各体系几何结构、电子结构和光电谱的计算与分析, 清晰展示了体系中原子电负性与几何位置对结构与电子能级的影响, 八面体中心位置原子(如Zn, Nb)对能带的贡献类似, 形成空位缺陷时, 价带位置相对固定。但电负性大的Nb原子形成空位缺陷体系时, 产生的晶格畸变程度大, 导带负移明显, 吸收边红移, 有利于光电特性的提升; 八面体顶点位置原子O形成空位缺陷时, 晶格畸变程度较小, 导带与价带均发生负移, 费米面处出现杂质能级, 造成载流子“俘获阱”, 同时对电荷的再分配产生较大影响, 导致体系光谱整体蓝移, 光电谱强度全面提升。
ZnNb2O6 空位缺陷 光电特性 第一性原理 ZnNb2O6 vacancy defect optical-electrical characteristic first-principles
1 曲靖师范学院 化学与环境科学学院, 云南 曲靖 655011
2 曲靖师范学院 教师与教育学院, 云南 曲靖 655011
采用基于密度泛函理论的赝势平面波第一性原理方法, 理论研究了不同计量Ta掺入ZnNb2O6材料的光电特性。通过对ZnNb2-xTaxO6 (x=0～2.0)材料键结构和态密度的计算, 并结合带间电子跃迁分析了材料的介电函数、折射率、反射率以及吸收系数。计算结果显示: (1)ZnNb2-xTaxO6 (x=0～2.0)为间接半导体, 带隙随着Ta原子的掺入呈下降趋势(x=0, Eg=3.51 eV;x=2, Eg=2.916 eV), 随着Ta掺入量的增加导带顶逐渐移向费米面。态密度主要由O 2p、Zn 3d、Nb 4d、Ta 5d 轨道组成; (2)ZnNb2-xTaxO6 (x=0～2.0)价电子态呈现为非对称, 具有很强的局域性, 对材料整体的电子结构和键特性有重要的影响; (3)介电函数的计算表明, ZnNb2-xTaxO6 (x=0～2.0)材料各向异性, 最大吸收峰在3.02×105 cm-1附近, 消光系数在带边表现出较强的吸收特性, 进一步以带结构和态密度为出发点, 探讨了电子带间跃迁的光电机理。该结果为研制高性能光电器件用新型功能材料提供了理论依据。
电子结构 光学性能 第一性原理 ZnNb2O6 ZnNb2O6 electrobic structure optical properties first-principles
电子科技大学电子工程学院, 四川成都 611731
设计了一种积分过采样结构的高精确度模数转换器, 该种结构转换器具有较高的线性度, 千赫兹级信号带宽, 它和通用集成模数转换器相比具有更高的精确度性能和更高的采样率。该模数转换器主要由采样保持模块、电压电流变换模块、积分模块、集成模数模块、 FPGA模块、参考源以及电源模块构成, 利用积分变换处理和过采样技术来提高转换器的精确度和采样率。为验证积分过采样理论的正确性与可行性, 本文设计 18位积分过采样模数转换器, 其具有双极性输入电压-2~+2 V, 采样率 10 kHz。通过对该模数转换器进行理论计算和仿真得到有效位数 17 bit, 信噪比为 104.06 dB, 微分线性误差 (DLE)均小于 0.5 LSB, 积分线性误差 (ILE)均小于 0.3 LSB。
积分 过采样 高精确度 模数转换器 integral over-sampling high-accuracy Analog to Digital Convertor 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(3): 500
西南交通大学,信息科学与技术学院,四川,成都,610031
提出利用无源耦合腔结构以拓展VCSOA的增益带宽,从而实现基于VCSOA的交叉增益调制波长转换新构想.结合载流子密度速率方程和传输矩阵方法,首次对该新型耦合腔结构VCSOA的波长转换特性进行了数值模拟,重点研究了泵浦光功率以及信号光功率对转换光消光比特性的影响.仿真获得了上下各4 nm的波长转换范围,该结果已大大高于普通单腔结构VCSOA的增益带宽.
垂直腔半导体光放大器 传输矩阵 交叉增益调制 波长转换
西南交通大学 信息科学与技术学院，成都 610031
垂直腔半导体光放大器(VCSOAs)的带宽通常较窄，通过改变其有源区一侧的DBR膜堆结构，构造无源腔与原有源腔相耦合的耦合腔结构可优化VCSOAs带宽。基于该结构模型，在反射工作模式下，利用传输矩阵方法对双腔和三腔结构的VCSOAs的增益带宽特性进行了分析。结果表明，在10dB的峰值增益水平下、带宽扩展至3nm以上，较单腔结构有了很大的提高，具有一定的现实参考意义。
光通信 垂直腔半导体光放大器 传输矩阵 增益 带宽 optical communication VCSOAs transfers matrix gain bandwidth
1 西南交通大学,计算机与通信工程学院,成都,610031
2 电子科技大学,宽带光纤传输与通信系统技术国家重点实验室,成都,610054
从理论上分析了由F-P滤波器实现的多波长双包层光纤激光器(DCFL)的边界条件和输出功率,在考虑了F-P滤波器中双色镜反射率的波长依赖关系的前提下,对影响多波长输出功率和消光比的参数如双色镜和光纤出光端面的反射率、抽运功率等进行了研究.结果表明,光纤出光端面的反射率存在一个最佳值,再配合适当的双色镜反射率,能使多波长输出的功率和消光比达到很好的均衡.适当增大抽运功率也能优化多波长输出功率和消光比.通过控制F-P滤波器的腔长,能够调节多波长输出的数目.
双包层光纤激光器 多波长 F-P滤波器 Yb3+掺杂
1 西南交通大学计算机与通信工程学院,四川,成都,610031
2 电子科技大学宽带光纤传输与通信系统技术国家重点实验室,四川,成都,610054
针对高功率掺镱双包层光纤激光器(DCFL)的热效应,由热传导方程并借助速率方程模型导出温度分布的解析解,研究了泵浦方式和泵浦吸收系数对DCFL腔内温度的影响.结果表明:温度沿径向的变化与轴向相比可以忽略;采用传统端面泵浦会导致DCFL局部温度过高,实际中应使用两端对称泵浦方式;而减小泵浦吸收系数虽可改善温度特性但会降低系统的输出功率.进一步分析得出,综合采用分段泵浦方式和不均匀泵浦吸收系数可实现温度分布和输出功率的最佳匹配.
掺镱双包层光纤激光器 热效应 温度分布 热传导方程 Yb-doped double-clad fiber lasers Thermal effects Temperature distribution Thermal conductive equations
1 西南交通大学,计算机与通信工程学院,四川,成都,610031
2 电子科技大学,宽带光纤传输与通信系统技术国家重点实验室,四川,成都,610054
分析了双包层光纤激光器(DCFL)耦合方程的解析解,并对信号光散射损耗、后腔镜泵浦反射率等影响掺镱DCFL斜线效率的典型参数进行了理论研究.结果表明,斜线效率并不是随着后腔镜泵浦反射率的升高而单调增大,因为泵浦反射率的升高会影响光纤的最佳长度,从而降低斜线效率.所以在优化斜线效率时应该考虑到泵浦反射率和光纤最佳长度之间的匹配.同时,提高纤芯掺杂浓度、减小信号光散射损耗也能增大斜线效率.
双包层光纤激光器 镱掺杂 斜线效率 泵浦反射 Double-cladding fiber lasers Yb-doped Slope efficiency Reflection of pump power 强激光与粒子束
2004, 16(12): 1509
