1 中国电子科技集团公司第四十四研究所，重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第十四研究所，江苏 南京 320100
当前分立光子器件的体积和成本严重制约着微波光子技术在雷达系统中的应用。受限于当前的集成能力和材料体系，微波光子单片集成芯片短时间内难以实现工程应用。为满足雷达等应用场景对高集成微波光子器件的迫切需要，研制了一种新型小型化高集成光收发组件。该组件采用光电异构集成封装技术，将MZM调制器芯片、微波芯片、探测器芯片以及光环形器、波分复用器进行高度集成，单模块体积仅为85 mm×35 mm×10 mm，与传统MZM调制器体积相当。实验结果表明，其性能可与传统分立元器件相媲美。在6~18 GHz范围内，组件能够实现±1.5 dB的平坦度，上行能够实现18 dB以上的增益，下行能够实现−1 dB以上的增益，且链路噪声系数小于30 dB，平面化、小型化设计使其能够应用于相控阵雷达、电子战等多种应用场景，具有广阔的应用前景。
光电异构集成 小型化 宽带 微波光子 photoelectric hybrid integration miniaturization broadband microwave photons 红外与激光工程
2021, 50(6): 20200513
1 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621999
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
为实现14 MeV D-T中子源旋转靶活化特性计算与分析，首次采用一种新的技术途径，将自主研发的活化程序BURNDOT与蒙特卡罗自动建模系统MCAM、蒙特卡罗粒子输运程序MCNP相结合，通过中子输运、材料活化、光子输运模拟计算的耦合，考察了材质、栅元、主要活化核素对靶室活化特性的影响。结果表明，约以辐照后68 h为界，材料铜、316不锈钢先后作为旋转靶室活度的主要贡献者，前者其产生的缓发γ剂量因62Cu,64Cu核素的存在而达到活化剂量最大值，后者因有长半衰期核素55Fe,57Co,54Mn等的存在，但其产生的剂量率值低于安全限值10 μSv/h。采用新方法的计算结果与采用欧洲活化程序FISPACT-2007的计算结果符合较好。
旋转靶室 放射性活度 放射性核素 剂量率 BURNDOT BURNDOT rotary target chamber radioactivity radioactive nuclide dose rate 强激光与粒子束
2018, 30(9): 096002
1 山东大学信息科学与工程学院, 山东 济南 250100
2 山东大学附属省立医院, 山东 济南 250014
为了分析表面纳米半球微镜结构对GaN基发光二极管（LED)光提取效率的影响，利用时域有限差分法(FDTD)分别对GaN、ZnO、SiO2、聚苯乙烯组成的半球微镜结构进行了分析和比较，同时用模式分析方法从理论上对FDTD计算结果进行了进一步验证。研究发现，在亚波长范围，折射率较小的材料不利于导模与表面结构层的耦合，不会对光提取效率的提高产生明显影响。相比之下，折射率较大的材料会使更多的模式耦合到半球微镜阵列层，更有利于光提取效率的提高；当材料选定，纳米半球半径增加时，光提取效率也逐渐增加，优化后半径为600 nm的半球微镜阵列结构GaN基LED，其光提取效率比没有结构的普通平板LED增强5.66倍，在以上波导材料结构中最为优化。在此基础上，通过等效折射率的计算得到半球微镜结构的等效折射率模型，并利用非对称平板模式分析的办法对以上得到的结论进行了分析和验证。这些结果对实际的高性能GaN基LED的设计与优化具有重要意义。
光学器件 发光二极管 时域有限差分法 光提取效率 半球微镜结构 模式分析 光学学报
2012, 32(12): 1223001
山东大学信息科学与工程学院, 山东 济南 250100
为了提高GaN基蓝光LED的发光效率，设计了在LED有源层上方引入银纳米圆盘阵列的模型。利用时域有限差分方法计算了银纳米圆盘阵列不同结构参数情况下LED有源层自发辐射率的变化情况及光提取效率值。通过对有源区的近场分布和LED远场方向性的分析，理论上解释了利用该金属纳米结构生成的表面等离激元对LED性能增强的影响，利用该模型可使得表面等离激元与有源层有效耦合，从而增强有源层的自发辐射率。此外，银纳米粒子组成的阵列结构所生成的栅格矢量可以补偿表面等离激元的波矢量，从而可将局域化表面等离激元转为辐射性表面等离激元，显著提高LED顶端光提取效率。结果表明，当银纳米圆盘颗粒满足直径为120 nm，厚度为30 nm时，含该结构的GaN基蓝光LED自发辐射率比普通LED增强了3.6倍。在此基础上，当其按照晶格常数为220 nm的三角晶格排列时，顶端光提取效率增强为2.5倍。这些结果为实际的高性能GaN基LED的设计与优化提供了一定的参考。
光学器件 发光二极管 时域有限差分 银纳米圆盘颗粒 表面等离激元
1 中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室,武汉 430071
2 武汉大学物理与电子信息学院,武汉 430072
3 华东师范大学物理系,上海 200062
报道了在近红外波段的差分浓度调制激光光谱技术的研究工作。以N+2的浓度调制光谱为例,研究了浓度调制激光光谱技术的特性。将浓度调制光谱与速度调制光谱相结合得到了速度调制光谱调制度与各因素的关系。同时展示的Ar激发态的差分浓度调制光谱表明,差分浓度调制光谱技术在探测中性自由基分子和分子离子方面具有很大的应用潜力。
自由基 速度调制 浓度调制 激光光谱
1 武汉大学物理系,武汉 430072
2 中国科学院武汉物理与数学研究所,武汉 430071
报道了掺铒光纤受激拉曼散射(SRS)和受激四光子混频(SFPM)的实验研究。所用光纤长为10 m,泵浦源为Nd:YAG倍频539.7 nm脉冲激光,脉冲能量为0.1 J,脉宽为50 ns,获得了从552.1～622.8 nm的６级受激拉曼散射谱和受激四光子混频的Stokes (542.9 nm)及反Stokes (537 nm)谱线。
掺铒光纤 受激拉曼散射 受激四光子混频
