InGaN半导体材料具有带隙宽度通过改变In组分可调的特点, 被广泛应用在新一代光电子器件中, 但绿光LED依然存在“绿隙(green gap)”问题有待解决。 本文深入研究载流子复合机制, 为解决“绿隙”提供新思路。 利用光致荧光光谱(PL)和时间分辨光谱(TRPL)研究了不同温度下对应不同光子能量的InGaN量子点(QDs)发光二极管器件的载流子复合动力学过程, 得到了InGaN QDs的瞬态光致发光特性和辐射/非辐射复合的瞬态寿命。 稳态光致发光谱在15～300 K的温度范围内, 峰值出现先蓝移再红移(S-shaped)的偏移现象, 发射峰值蓝移约4.2 meV, 在60 K时达到最大值, 随后发射峰红移, 形成随温度呈S形的变化。 这种变化说明QDs结构中载流子局域化行为, 激子复合是InGaN量子点绿光发射的主要原因。 通过拟合不同温度下的归一化PL积分强度, 获得激活能Eact约为204.07 meV, 激活能较高, 证明了InGaN量子点具有较强的载流子限制作用, 可以更好抑制载流子向非辐射复合中心迁移, 内量子效率(internal quantum efficiency)为35.1%。 InGaN QDs中自由载流子复合的平均复合寿命τrad=73.85ns。 能量边界值Eme=2.34 eV远高于局域深度E0=62.55 meV, 可见能级完全低于迁移率边缘, 因此InGaN QDs寿命衰减归因于载流子局域态复合。 通过使用改进的光谱数据分析手段对基于内嵌量子点新结构的荧光器件进行研究, 得到了有意义的结论, 为进一步了解InGaN量子点内部发光机理和研制新一代照明器件提供借鉴, 说明引入InGaN量子点对光电器件的发展具有很好的推动作用。

为探究激光毛化火山口坑点形貌特征的演变过程,搭建了LD泵浦窄脉冲Nd∶YAG激光毛化实验装置。针对3A21铝合金试件,选取激光单脉冲能量、脉冲宽度、脉冲数及离焦量作为待研究的工艺参数,采用单因素法研究近平顶光束作用下毛化坑点形貌的演变规律。研究结果表明:单脉冲能量增大时,坑点形貌由倒梯形向倒三角形转变;随着脉冲宽度变窄,坑点周围形成相互竞争的金属熔渣及陨石坑;随着作用于坑点的脉冲数增多,坑点的形貌及其特征参数趋于稳定;随离焦量增大,坑点边缘的微凸体逐渐减小直至消失。研究结果为3A21铝合金材料表面高质量的激光毛化提供参考。

研究了TFT-LCD的残影与驱动电路的关系。首先通过直流实验明确了驱动电路对残影会产生影响, 其次通过调节驱动频率证实了驱动电路中的数据线信号会对残影产生直接的影响, 最后通过改变数据线信号的极性证实了数据线信号的电势会影响残影的微观表现, 并对此进行了机理解释。分析表明驱动电路的极性是残影产生的必要条件, 通过调节电路的驱动模式能够改善残影。

TN型LCD产品在由L255向L0切换瞬间经常出现一种潮汐现象。该现象表现为像素边缘液晶响应延迟, 有短暂的局部漏光, 对品质影响较大。为改善该不良进行了研究。首先, 根据不良表现出来的规律性, 明确了只有摩擦弱区并不能导致不良; 接着, 通过大量的实测数据及电学实验分析证明了侧向电场增大到一定程度后才能使不良发生。分析表明, 不良是摩擦弱区和侧向电场共同作用的结果, 通过优化像素电极和数据线与摩擦弱区的位置关系, 不良由2.7%下降到0.3%左右。

研究了大尺寸薄膜晶体管液晶显示器产品开发中遇到的一种新的条状显示不均。通过扫描电子显微镜、四探针测试仪和分光光度计设备对这种显示不均进行了分析, 这种显示不均与薄膜晶体管阵列基板上的金属配线的膜厚周期性波动有关, 金属膜厚的周期性波动导致了液晶显示器的液晶盒盒厚的不均匀, 从而造成显示不均。这种膜厚的周期性波动与液晶高世代线广泛采用的平面靶材溅射设备构造有关。通过对设备结构的改造, 提高了基板面内的金属膜厚的均一性, 改善了此不良。

为了满足快速、精确、定量地测量薄膜激光损伤阈值的要求，设计了平顶激光束诱导薄膜损伤阈值测量系统.介绍了损伤阈值测量的原理和方法，提出二分查找与顺序查找相结合的能量密度查找方式；根据分光镜的分光比及能量探测器示值求解辐照激光能量，用CCD成像法精密测量了作用在薄膜表面的激光光斑面积；基于小波变换法，通过图像处理精确识别了薄膜的损伤；建立能量密度与损伤几率坐标并进行最小二乘法拟合，对损伤阈值进行了标定.对45°高反射膜分别进行了高斯光束辐照和平顶光束辐照的测量实验，结果表明：高斯光束辐照测量的损伤阈值为9.95 J/cm2，平顶光束辐照测量的损伤阈值为13.98J/cm2，平顶光束诱导比高斯光束诱导的损伤阈值高40.5%.

在星光制导的空间飞行器中, 为准确确定空间方位信息, 提高导航系统的精度, 对星跟踪器光学镜头设计提出很高的要求。针对精度要求, 设计了一种新型星跟踪器的光学镜头, 系统地阐述了星跟踪器的工作原理, 通过光学设计及相差分析, 使光学系统的畸变小于0.2％、轴向球差小于0.1,该设计满足用户对高精度天文导航系统的需求。

主要对激光加工多自由度工作台控制系统的硬件和软件进行了设计。系统选用多轴运动控制器(PMAC)作为核心控制器,实现对激光加工5个运动轴的控制。介绍了双端口RAM实现上位机与PMAC的通讯方法,这种方法可以大大提高系统的通信速度。设计了可视化人机交互界面,为用户联系控制系统提供了一个友好的交互窗口。表述了PMAC运动程序及PLC程序的编写过程,为用户自主进行程序开发提供了指导。这些研究分析对硬件设计和软件开发都具有重要的参考意义。

为了获得能够实用化的大功率355nm准连续全固态激光器, 采用同一台双通道射频驱动源对准连续1064nm激光器和532nm激光器中的声光Q开关同时进行调制的方法来实现二者的同步, 通过消色差透镜将1064nm光和532nm光同时耦合到Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行和频产生355nm紫外激光。在总注入电功率为436W、重复频率为6kHz时, 355nm激光最大输出功率6.8W, 脉宽为67ns, 总转换效率为1.56%。结果表明, 采用双波长腔外同步和频的方法可以获得大功率355nm准连续激光输出。

报道了一台激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG 腔内倍频与和频准连续355 nm紫外激光器。采用双头Q开关调制的LD侧面抽运Nd:YAG激光器，通过在腔内置入I类非临界相位匹配的三硼酸锂(LBO)晶体进行倍频获得532 nm波长准连续激光，置入两块II 类相位匹配的LBO 晶体对基频光和倍频光进行两次和频，从而获得了大功率准连续355 nm紫外激光输出。在注入电功率为939.6 W、重复频率为8 kHz 时，355 nm 激光最大输出功率为15.3 W，脉宽为90 ns，总转换效率为1.63%，其光束质量M2x,M2y分别为4.23和4.56，功率不稳定度为±2.7%。