作者单位
摘要
吉林大学 电子科学与工程学院, 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区, 吉林 长春  130012
可见光通信(VLC)技术巧妙地融合了通信和照明或显示功能,为通信提供了高效便捷的方案。有机电致发光器件(OLED)作为最接近自然阳光的人造光源,在可见光通信系统的发射端展现出巨大的应用潜力。然而,受制于有机发光染料激子辐射复合速率较慢的限制,OLED在高频信号激励时响应速度较慢。为了克服这一限制,我们提出利用微腔结构,旨在通过微腔效应增强有机发光分子的自发辐射速率,从而改善器件的频率响应。研究结果表明,特定腔长的光学微腔引发的Purcell效应能够提升特定波长的光子态密度,从而加速其自发辐射速率。这种增强效应成功地将调制带宽从4 kHz提高到7 kHz,拓展了近75%的响应频率范围。
有机电致发光器件 微腔结构 自发辐射速率 可见光通信 调制带宽 organic light-emitting device microcavity spontaneous emission rate visible light communication modulation bandwidth 
发光学报
2024, 45(3): 468
作者单位
摘要
南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏 南京 210003
光子晶体面发射激光器基于光子晶体能带带边模式,形成二维微腔谐振,继而实现光增益和激射,其具有高功率、单纵模等优异特性。基于氮化镓基蓝光激光器结构和速率方程调制理论,对异质结构光子晶体面发射激光器进行了动态调制性能分析。通过仿真计算得出,在所研究的激光器结构参数下,阈值电流为1.76 mA,最大3 dB调制带宽为42 GHz,最低数据发送能耗为62.78 pJ·bit-1,展示出了该结构激光器的基础性能和高速调制特性,为具有大调制带宽的蓝光激光器的设计提供了参考。
激光器 光子晶体面发射激光器 速率方程 异质结构 3 dB调制带宽 发送能耗 
中国激光
2023, 50(23): 2301001
刘召强 1,2,3贾童 1,2,3许湘钰 1,2,3楚春双 1,2,3[ ... ]张紫辉 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 河北工业大学 电子信息工程学院,天津 300401
2 河北工业大学 天津市电子材料与器件重点实验室,天津 300401
3 河北省先进激光技术与装备重点实验室,天津 300401
随着AlGaN基深紫外发光二极管(DUV LED)的发展,其不仅在杀菌消毒领域得到广泛应用,在日盲紫外光通信领域的应用也受到越来越多的关注。这主要是由于相比其他的紫外光源(如汞灯、激光),其具有功耗低、设计灵活且调制带宽高的优势。而DUV LED的带宽严重依赖于器件尺寸,器件尺寸越小,其带宽越高。但是,随着深紫外微型发光二极管(μLED)的尺寸减少,尽管其带宽得到提高,但是其光功率却急剧下降,这严重限制了深紫外μLED在光通信中的应用。文中主要总结了深紫外μLED作为日盲紫外光通信光源的研究现状和综合分析尺寸效应引起器件性能的变化及其机理;并分析出低的光提取效率和严重的自热效应是影响深紫外μLED光功率的两个主要因素。进而综述了各种提高深紫外μLED光提取效率和改善热学特性的方法。文中将为从事深紫外μLED研究的工作者提供一定的研究方向指导。
AlGaN 深紫外微型发光二极管 调制带宽 光提取效率 AlGaN DUV μLED modulation bandwidth light extraction efficiency 
红外与激光工程
2023, 52(8): 20230390
作者单位
摘要
1 太原理工大学电气与动力工程学院,太原 030000
2 武汉光迅科技股份有限公司,武汉 430074
3 太原理工大学信息与计算机学院,太原 030000
针对传统选择性区域生长叠层双有源区电吸收调制激光器(SAG-DSAL-EML)在高频调制环境下的响应速度问题以及改善其远场发散角特性,文章提出利用掺铁掩埋技术对电吸收调制激光器(EML)结构进行优化,设计了InGaAsP/InP材料1 310 nm掺铁掩埋结构的SAG-DSAL-EML并制作样本芯片,新型SAG-DSAL-EML有源区变为台面结构,并在其两层外延生长掺铁InP层。同时,利用先进激光二极管模拟器(ALDS)软件和高频结构仿真(HFSS)软件对所设计掺铁掩埋结构的EML和调制器进行数值及仿真分析,结果表明,与传统多量子阱结构相比,SAG-DSAL-EML阈值电流减少了13%;与传统脊波导结构相比,掺铁掩埋结构的侧向限制能力提高52%,激光远场横纵角度之差降低了40%,具有更小的远场发散角;与传统PNPN掩埋结构相比,掺铁掩埋结构的调制器在-3 dB的响应带宽提高了约24%。对样本芯片进行测试,试验表明,SAG-DSAL-EML的阈值电流为14.5 mA,边模抑制比(SMSR)为45.64 dB,70 mA注入电流下,电吸收调制器-3 dB的响应带宽为43 GHz,满足高速激光通信的基本要求。
电吸收调制激光器 台面结构 掺铁掩埋技术 调制带宽 远场发散角 electro-absorption modulated laser mesa structure iron-doped buried technology modulation bandwidth far-field divergence angle 
光通信研究
2023, 49(2): 69
Author Affiliations
Abstract
The evolution of next-generation cellular networks is aimed at creating faster, more reliable solutions. Both the next-generation 6G network and the metaverse require high transmission speeds. Visible light communication (VLC) is deemed an important ancillary technology to wireless communication. It has shown potential for a wide range of applications in next-generation communication. Micro light-emitting diodes (μLEDs) are ideal light sources for high-speed VLC, owing to their high modulation bandwidths. In this review, an overview of μLEDs for VLC is presented. Methods to improve the modulation bandwidth are discussed in terms of epitaxy optimization, crystal orientation, and active region structure. Moreover, electroluminescent white LEDs, photoluminescent white LEDs based on phosphor or quantum-dot color conversion, and μLED-based detectors for VLC are introduced. Finally, the latest high-speed VLC applications and the application prospects of VLC in 6G are introduced, including underwater VLC and artificial intelligence-based VLC systems.The evolution of next-generation cellular networks is aimed at creating faster, more reliable solutions. Both the next-generation 6G network and the metaverse require high transmission speeds. Visible light communication (VLC) is deemed an important ancillary technology to wireless communication. It has shown potential for a wide range of applications in next-generation communication. Micro light-emitting diodes (μLEDs) are ideal light sources for high-speed VLC, owing to their high modulation bandwidths. In this review, an overview of μLEDs for VLC is presented. Methods to improve the modulation bandwidth are discussed in terms of epitaxy optimization, crystal orientation, and active region structure. Moreover, electroluminescent white LEDs, photoluminescent white LEDs based on phosphor or quantum-dot color conversion, and μLED-based detectors for VLC are introduced. Finally, the latest high-speed VLC applications and the application prospects of VLC in 6G are introduced, including underwater VLC and artificial intelligence-based VLC systems.
visible light communication μLEDs modulation bandwidth detector 6G 
Opto-Electronic Science
2022, 1(12): 220020
作者单位
摘要
1 广东海洋大学 电子与信息工程学院, 广东 湛江524000
2 广东海洋大学深圳研究院 科技发展中心, 广东 深圳518120
3 南方科技大学工学院 电子与电气工程系, 广东 深圳518055
可见光通信(Visible light communication,VLC)作为无线通信领域中与无线射频通信互补的一种空间通信技术, 近年来吸引了众多研究人员的关注。除了通信链路的电路设计、调制模式之外, 调制带宽是照明光源能否实现高质量VLC的关键因素。区别于传统有机LED、聚合物LED及以GaN/InGaN为代表的无机LED等照明光源, 量子点LED(QLED)具备响应速度快、色纯度好、发光效率高、可同时用于光致发光和电致发光等优势, 是一种理想的用于可见光通信的固态光源器件。然而, 目前对QLED用于VLC的调制带宽机理研究较少, 尤其是针对多色QLED以及电致发光QLED。本文从量子点的光转换机制出发, 系统综述了不同QLED的调制机理, 并对光致发光和电致发光QLED调制带宽的限制因素进行了总结和分析, 为QLED在VLC中的应用提供了理论依据。
可见光通信 发光二极管 量子点 调制带宽 visible light communication light-emitting diode quantum dot modulation bandwidth 
发光学报
2022, 43(4): 598
郭亮 1,2郭亚楠 1,2羊建坤 1,2闫建昌 1,2[ ... ]魏同波 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所 半导体照明研发中心, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
AlGaN基深紫外LED由于具有高调制带宽和小芯片尺寸, 在紫外光通信领域受到越来越多的关注。本研究通过改变生长AlGaN量子垒层的Al源流量, 生长了三种具有不同量子垒高度的深紫外LED, 研究了量子垒高度对深紫外LED光电特性和调制特性的影响。研究发现, 随着量子垒高度的增加, 深紫外LED的光功率出现先增加后减小的趋势, 量子垒中Al组分为55%的深紫外LED的光功率相比50%和60%的深紫外LED提升了近一倍。载流子寿命则出现先减小后增大的趋势, 且发光峰峰值波长逐渐蓝移。APSYS模拟表明, 随着量子垒高度增加, 量子垒对载流子的束缚能力增强, 电子空穴波函数空间重叠增加, 载流子浓度和辐射复合速率增加; 但进一步增加量子垒高度又会由于电子泄露, 空穴浓度降低, 从而辐射复合速率降低。量子垒中Al组分为55%的深紫外LED的-3 dB带宽达到94.4 MHz, 高于量子垒Al组分为50%和60%的深紫外LED。
紫外光通信 深紫外发光二极管 多量子阱层 调制带宽 发光功率 ultraviolet communication deep ultraviolet light-emitting diodes multiple-quantum-well layer modulation bandwidth optical power 
发光学报
2022, 43(1): 1
作者单位
摘要
盐城师范学院物理与电子工程学院,江苏 盐城 224007
传统的ABC模型主要用于研究InGaN量子阱中载流子的复合动态过程。使用传统的ABC模型计算载流子的复合速率和复合寿命,研究不同发光波长InGaN基LED的3 dB调制带宽与载流子复合机制的关系。计算分析结果表明,在相同的注入电流下,随着有效有源区厚度和量子阱层厚度的减小,400 nm近紫外、455 nm蓝光以及525 nm绿光三种发光波长LED的3 dB调制带宽均明显增大;在100 A/cm2的注入电流密度下,400,455,525 nm三种发光波长LED的3 dB调制带宽分别为62,88,376 MHz;在相同的电流密度下,LED的3 dB调制带宽随着In组分(In元素的原子数分数占In元素与Ga元素的原子数分数总和的比)的增加而增大;由于525 nm波长LED的In组分高,有效有源区厚度薄,所以源区载流子浓度高,在大电流密度下525 nm绿光LED的3 dB调制带宽达到376 MHz。
光学器件 铟镓氮 发光二极管 载流子复合机制 调制带宽 
激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2123001
作者单位
摘要
1 南京大学 电子科学与工程学院, 南京 210046
2 南京邮电大学 电子与光学工程学院, 南京 210023
3 南京邮电大学 微电子学院, 南京 210023
4 厦门大学, 福建 厦门 361005
基于氮化镓微米LED(Micro-LED)的可见光通信(Visible Light Communication, VLC)技术成为近年来的研究热点。通过深紫外光刻技术制备了小尺寸的氮化镓基蓝/绿光Micro-LED芯片, 深入研究了40~10μm不同尺寸Micro-LED器件的性能, 以及其作为VLC光源的调制带宽能力。研究发现, 随着LED器件尺寸的缩小, 其调制带宽显著增加。通过在电极间加入电磁屏障以及对LED器件侧壁进行钝化修复, 直径为10μm的绿光Micro-LED亮度可达1×108cd/m2, 直径为20μm的蓝光Micro-LED的调制带宽可达372.6MHz。研究结果表明, 基于氮化镓的Micro-LED芯片在调制带宽上仍有较大的提升空间, 经过进一步的研究, 有望推动高速可见光通信的系统应用。
可见光通信(VLC) 调制带宽 氮化镓 visible light communication (VLC) Micro-LED Micro-LED modulation bandwidth GaN 
半导体光电
2021, 42(4): 469
刘登飞 1夏江 2罗云瀚 3,4熊宇 1[ ... ]陈哲 3,4
作者单位
摘要
1 中山火炬职业技术学院 光电信息学院,广东 中山 528436
2 工业和信息化部 电子第五研究所,广州 510610
3 暨南大学 广东省可见光通信工程技术研究中心,广州 510632
4 暨南大学 广州市可见光通信工程技术重点实验室,广州 510632
5 湖南航天远望科技有限公司,长沙 410205
基于白光发光二极管(LED)的可见光通信、照明两用系统近年来得到广泛的研究,然而普通LED性能制约了可见光通信调制带宽。为进一步提高LED的调制带宽,可采用微尺寸LED。简要阐述了提高LED调制带宽的方法,综述了近年来在优化可见光通信调制带宽的微尺寸LED性能方面的进展,指出了未来微尺寸LED的研究方向。
可见光通信 微尺寸发光二极管 调制带宽 visible light communication micro-size light emitting diode modulation bandwidth 
光通信技术
2021, 47(8): 23

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