辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060701
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044
针对火箭点火、无线传感等中距离、强电磁干扰环境下的供电问题，设计了一种可见光无线传能系统，利用可见光实现数米距离的无线能量供给。通过光学仿真软件建立了可见光无线传能系统的光学模型，分析了光源轴向离焦量、平凸透镜位移对光能利用率、光斑均匀性、光电转换效率的影响，并确定了系统的实验参数，为实现更大功率、更远距离、更高效率的可见光无线传能和变距离传输自动装置提供了依据。实验测试结果表明，使用反光和聚光透镜组合，大幅减少了光束散射，有效提高了可见光无线传能系统的能量传输效率。该系统有助于解决当前无线供电米级以上的中距离盲区，以低成本解决部分极端环境下更换电池不便、电磁干扰严重情况时的小功率装置供电问题。
光学设计 无线能量传输 可见光 光伏效应 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1508001
1 河北工业大学材料科学与工程学院，天津 300130
2 天津城建大学理学院，天津 300384
光伏微流体操控技术利用非均匀光伏电荷场对流体目标的静电作用来实现非接触操控。近年来，基于铌酸锂的光伏微流体操控技术逐渐引起人们的关注，并有望成为铌酸锂基生物光子芯片微流体操控功能的关键支撑技术。与传统的全电微流体操控和光镊操控相比，铌酸锂基光伏微流体操控不需要外部电源供电，不需要复杂电极的制备，所需操控光强低，作用范围广，因此可以最大程度地避免外界对内部生物环境的污染和干扰。本文介绍了铌酸锂基光伏微流体操控的理论基础，系统阐述了铌酸锂基光伏微流体操控的近期研究进展。
铌酸锂 光伏效应 微流体 光伏操控 介电液滴 水合液滴 lithium niobate photovoltaic effect microfluid photovoltaic manipulation dielectric droplet water droplet
北京工业大学 光电子教育部重点实验室, 北京 100124
利用GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)的栅控特性和铁电体的光伏效应机制, 制备了一种新型(光敏感层/HEMT)光探测器件。主要研究了复合薄膜和溅射气氛对光敏感薄膜的光伏性能以及对新型感光栅极探测器的光探测能力的影响。结果表明, PZT/ZnO复合薄膜的量子效率峰值达到14.55%; 有氧氛围下制备的PZT薄膜剩余极化强度达到52.31μC/cm2; 沉积PZT/ZnO复合薄膜的探测器在紫外光照下相比于暗场下的源漏饱和电流最多增加12.64mA。可见, 所制备的新型探测器对紫外光具有优良的探测能力, 为光探测的研究提供了新的方向。
氮化镓 铁电体 光伏效应 紫外光 光探测器 GaN ferroelectric photovoltaic effect ultraviolet light photodetector
南京航空航天大学 核科学与工程系, 江苏 南京 211106
辐致光伏效应同位素电池因其具有小型化、长寿命等特点, 已被广泛研究。研究工作主要致力于提升同位素电池的输出性能。本研究选取全无机钙钛矿量子点作为荧光材料, 利用其发射光可调的特性以匹配不同的后端光伏器件, 调控优化后同位素电池的最大输出功率显著提升, 可提高2.51～3.97倍。基于上述研究结果讨论了优化后端器件的适配性对于核探测和核医学成像等领域的应用价值和参考意义。
全无机钙钛矿量子点 辐致光伏效应同位素电池 光谱调控 all-inorganic perovskite quantum dots radioluminescence isotope battery spectral regulation
1 北京工业大学 光电子技术教育部重点实验室, 北京 100124
2 中国移动通信集团广东有限公司 惠州分公司, 广东 惠州 516000
铁电材料作为感光功能薄膜的红外器件研究近年来十分活跃, 其良好的压电、铁电、热释电、光电及非线性光学特性以及能够与半导体工艺相集成等特点, 在微电子和光电子技术领域有着广阔的应用前景。实验将铁电材料锆钛酸铅作为感光层与GaN 基高电子迁移率晶体管（HEMT)相结合, 成功地制备出了感光栅极GaN基HEMT器件, 并在波长为365 nm的光照下进行探测, 经大量实验测试后发现器件在该波段的光照下饱和电流达到28 mA, 相比无光照时饱和电流提高12 mA。另外, 通过合理改变器件结构尺寸, 包括器件栅长以及栅漏间距, 发现随着栅长的增大, 器件的饱和输出电流依次减小, 而栅漏间距的变化对阈值电压以及饱和电流的影响并不大。由此可知, 改变器件结构参数可以达到提高器件性能的目的并且可以提高探测效率。
高电子迁移率晶体管 感光栅极 器件结构 光伏效应 high electron mobility transistor photo gate device structure photovoltaic effect
山西运城学院 物理与电子工程系，山西 运城 044000
基于无偏压光伏光折变晶体, 理论研究了热电效应和光伏效应共同作用下的稳态空间孤子对.从非相干耦合波方程出发，推导了热电光伏孤子对的数值解；采用有限差分方法，数值模拟了各类孤子对的强度包络.结果表明：在自散焦光伏光折变晶体中，当正的热电场远大于光伏场时，亮-亮孤子对可以存在；当暗-暗或者灰-灰孤子对存在时，负的热电场可以增强自散焦效应，进而减小孤子的半峰全宽.各类孤子对的半峰全宽可以通过改变热电场的大小而加以操控.此外，非相干耦合热电光伏孤子对可以在一定条件下分别退化成热电孤子对或者光伏孤子对.借助晶体的热电效应，可以使光折变晶体LiNbO3从自散焦转变成自聚焦，从而灵活控制晶体中孤子对的特性.
非线性光学 光折变空间光孤子 热电效应 光伏效应 孤子对 Nonlinear optics Photorefractive spatial soliton Pyroelectric effect Photovoltaic effect Soliton pairs
1 华东师范大学 极化材料与器件教育部重点实验室, 上海 200241
2 上海大学 材料研究所 分析测试中心, 上海 200444
采用溶胶-凝胶法在LNO/Si衬底上制备了(Pb1-xLax)(Zr0.52Ti0.48)1-x/4O3(PLZT)多晶薄膜.XRD图谱显示, 通过600 ℃的快速热退火过程制备出了同时具有三方相和四方相的PLZT薄膜, 并且薄膜呈现(110)晶向择优生长; 拉曼图谱进一步证实了薄膜同时具有三方相和四方相; 研究样品的电滞回线发现, 随着La含量的减小, 薄膜的电滞回线不断宽化; 同时, 通过光伏效应测试得出结论, 当La含量从1%增加到6%时, 光生电压逐渐增大,并在6%时达到极大值, 当La含量进一步增加时, 光生电压反而随之减小.
溶胶-凝胶法 PLZT薄膜 光伏效应 sol-gel process PLZT thin films photovoltaic effect
