1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
亚波长光栅结构表现出优异的陷波滤光特性, 其经典设计是设定亚波长的几何结构参数, 求解麦克斯韦方程组, 设定优化算法求解出最优解, 需要消耗大量的时间和计算资源。 提出一种基于深度学习的逆向设计方法, 搭建了可以同时实现正向模拟与逆向设计的串联神经网络。 基于python语言的Tensorflow库进行网络搭建; 优化均匀波导层的高度、 亚波长光栅的高度、 折射率、 周期以及占空比; 研究亚波长光栅在0.45~0.7 μm的陷波滤光特性。 采用严格耦合波分析(RCWA)数值模拟生成23 100组数据集, 在生成的数据集中随机选择18 480组数据作为训练集, 4 620组作为测试集, 并对不同的网络层数, 网络节点以及Batch_size进行了研究。 结果显示经过1 000次的迭代后, 当网络的模型结构为5×50×200×500×200×26, Batch_size大小为128时, 网络性能最佳。 相比独立的网络模型, 串联神经网络的正向模拟测试集损失率从0.033 63降到了0.004 5, 逆向设计的测试集损失率从0.702 98降到了0.052 98, 同时解决了由数据的非唯一性导致的网络逆向设计过程中无法收敛的问题。 在完成训练的网络中输入任意的光谱曲线, 网络平均在1.35 s内给出亚波长光栅的几何结构参数; 并与RCWA数值模拟曲线进行相关性分析, 曲线相似系数均大于0.658 1, 属于强相关。 另外, 设计红、 绿、 蓝三种颜色的陷波滤光片, 其峰值反射率分别可以达到98.91%, 99.98%和99.88%, 与传统方法相比, 该方法可以快速、 精确的求解出光栅的几何参数, 为亚波长光栅设计提供了新方法。
神经网络 亚波长结构 深度学习 陷波滤光片 Neural network Sub-wavelength structure Deep learning Notch filter 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1393
运城学院 物理与电子工程系, 山西 运城 044000
采用热注入法制备空气稳定性良好的CsPbBrI2量子点，以375 nm的脉冲激光作为激发光源研究其光致发光性能.通过旋涂的方式制备相应薄膜，将其作为光敏层应用到光探测器，并对器件的光电子性能和稳定性进行详细研究.结果表明：CsPbBrI2量子点在635 nm附近有强烈的荧光效应，光谱发光峰较窄，半峰宽约为35 nm.CsPbBrI2量子点禁带宽度为1.90 eV，制备的探测器光检测带宽从紫外光260 nm到红光650 nm，光响应度为0.26 A/W，高开/关比高达104，上升/衰减时间为3.5 ms/3.5 ms.在25℃，湿度在25%~35%大气环境下存储60天，性能与初始值相比几乎没有变化.CsPbBrI2量子点具有优异的稳定性、可制备高性能的宽带光检测和易于制造等优点，具备一定的应用前景.
量子点 光探测器 热注入法 钙钛矿 光响应 Quantum dots Photodetector Perovskite CsPbBrI2 CsPbBrI2 Photoresponse
运城学院 物理与电子工程系 , 山西 运城 044000
使用AFORS-HET软件模拟研究HIT太阳电池能带结构, 讨论了发射区p型反转层的形成及影响因素, 及其对电池性能的影响。结果表明: 在n型单晶硅内, 与p型非晶硅异质结界面处, 形成p型反转层;p-Si∶H的掺杂浓度可调节费米能级位置, 进而影响反转层的形成。HIT电池类似于p-n同质结电池, p型反转层作为太阳电池发射层, 对太阳电池的性能起决定性作用。
模拟 氢化非晶硅 反转 AFORS-HET AFORS-HET simulation HIT HIT a-Si∶H inversion
1 河南大学,光学与光电子技术研究所,河南,开封,475001
2 复旦大学,物理系,上海,200433
采用飞秒泵浦探测技术研究了紫细菌外周捕光天线LH2中的超快光动力学过程.从B800蓝侧的激发态动力学中观察到B800到B850的能量传递时间,实验结果与理论计算结果的差别说明激发B800时可能引起B850上激子带的直接激发,或存在由B800到B850上激子态的能量传递通道.在B800红侧激发的动力学过程中,漂白信号前端存在的一个快速光吸收信号主要来源于B850上激子带的直接激发.在天然RS601和突变体GM309的LH2中,800nm激发时的动力学过程都表现为一个类似的光漂白过程,动力学曲线的衰减时间常量在天然LH2中明显快于突变体中,说明在GM309中B800到B850的激发能传递速率有所降低.而在845 nm激发下两个样品中的快过程类似,但慢过程在GM309中有所增快,激发态中的能量重新分布包括逆向的能量传递也受到类胡萝卜素微结构的影响.
光合作用 捕光天线 能量传递 超快过程
