1 浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室和光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
2 西湖大学工学院，浙江 杭州 310024
红外伪装技术是指隐藏或改变目标红外辐射特征的技术，对于提高目标的生存率具有重大意义。多波段探测技术的发展，给传统的红外伪装技术带来了严峻的挑战，使得多波段兼容红外伪装材料的研究变得十分紧迫。针对这一挑战，首先须厘清各波段的伪装要求，其次应合理利用各波段材料电磁响应的不同和结构尺寸的差异，设计分层次结构以满足不同波段的光谱要求。最后，应认识到现有研究存在的不足，向着适应更多探测波段、应用场景，制备工艺更简便、成本更低、应用性更优的方向发展。
红外伪装 兼容性伪装 热伪装 光谱调控 微纳结构 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0104001
强激光与粒子束
2021, 33(9): 091001
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 长春 130012
尽管钙钛矿材料在发光与光电器件等领域的研究发展迅速, 但依然面临着如何突破极限效率、提高稳定性以及拓展新的应用空间等关键问题。近年来, 本文作者围绕如何拓展钙钛矿材料与器件的光谱响应范围这一主题, 在稀土掺杂、有机异质结杂化等方面进行了独特的探索, 并取得了一些标识性的成果。作者近期接受了Light人物专访, 本文是在此基础上整理出来的, 希望与大家分享一些经验与见解。
钙钛矿 稀土离子 光谱调控 太阳能电池 光电二极管 光电探测器 perovskite rare earth ions spectra control solar cell photodiode photodetector
中国计量大学光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
LED具有效率高、 体积小、 功耗低、 寿命长等优点, 并且因其具有可轻易实现宽幅光谱调控的特性, 在植物照明领域崭露头角。 植物照明用LED分为两大类, 一类是单色光LED, 另一类是白光LED, 其中植物照明用白光LED可与单色LED混合或者单独使用从而实现植物补光照明。 植物封装用白光LED大部分采用蓝光LED芯片或紫外LED芯片和荧光粉组合实现, 即荧光粉转换型白光LED, 但是光谱集中于可见光偏蓝, 对植物进行光合作用的效率不明显。 植物对于光的吸收不是全波段的而是有选择性的, 基于植物光合作用吸收光谱的特殊性, 将白光LED光谱的显色性能作为评判其光谱是否适合植物生长所需的光质的标准, 其平均显色指数Ra, 特殊显色指数R9(饱和红光), R12(饱和蓝光)被考虑选择为植物照明用白光LED的主要性能评价参数。 为设计出植物进行生长发育所需要的、 性能良好的能应用于植物照明领域的白光LED, 选用常见商用YAGG为绿色颜色转换材料, 选用(Sr, Ca)AlSiN3为红色颜色转换材料, 并用传统高温固相法制备了系列光谱可调的(Sr, Ca)AlSiN3荧光粉, 并进行了光谱性能分析。 通过将搭建好的LED结构模型导入光学仿真软件并分别引入绿色荧光粉颗粒、 红色荧光粉颗粒以及蓝光芯片的特性参数, 在Lighttools中分别建立了单蓝光LED芯片(450 nm)和双蓝光LED芯片(450+470 nm)激发(Sr, Ca)AlSiN3和YAGG荧光粉组合, 实现了白光LED的光学仿真模型, 研究了两种激发模式下仿真得到的不同色温白光LED的光谱功率分布及其显色性能。 用蓝光LED芯片、 (Sr, Ca)AlSiN3以及YAGG荧光粉组合进行了单芯片和双芯片显色性能差异的封装验证。 通过将Sr0.8Ca0.12AlSiN3∶0.08Eu2+和YAGG荧光粉的混合物点涂在双蓝光LED芯片上进行了白光LED的封装制备, 获得了Ra=91.2, R9=96.1, R12=78.9, 光谱辐射光效LER=126 lm·W-1的高效高显色白光LED其含有植物生长所需要的蓝光和红光。
白光LED 植物照明 光谱调控 WLED Plant lighting Spectral regulation R9 R9 R12 R12 光谱学与光谱分析
2021, 41(4): 1060
红外与激光工程
2020, 49(9): 20201039
1 青岛科技大学 化学与分子工程学院, 山东 青岛 266042
2 美国佐治亚南方大学 物理系, 佐治亚 斯泰茨伯勒 30460
3 重庆邮电大学 理学院, 重庆 400065
采用高温固相法制备了Ba5-2xCexKx(PO4)3F和Ba3Ce1-xK(PO4)3F∶xTb3+荧光粉, 通过XRD、SEM(含mapping和EDX)、光致激发和发射光谱对其结构、形貌、组成及发光性能进行了研究。实验结果表明, 在紫外光激发下, Ba3CeK(PO4)3F荧光粉发出明亮的蓝光, 而在Ce3+、Tb3+共掺的Ba3Ce1-xK(PO4)3F∶xTb3+荧光粉中观察到有效的Ce-Tb能量传递, 并实现了发光颜色随着Tb3+掺杂浓度的增加逐渐由蓝光转变为蓝绿光并最终转变为绿光的有效调控。当Tb3+掺杂摩尔分数x=0.20时, Ba3Ce1-xK(PO4)3F∶xTb3+中Tb3+的发光强度达到最大。
荧光粉 Ce3+掺杂 Tb3+掺杂 能量传递 光谱调控 phosphor Ce3+ doped Tb3+ doped energy transfer spectral control
1 中国科学院上海硅酸盐研究所, 透明光功能无机材料重点实验室, 上海 201899
2 武汉工程大学, 湖北省光学信息技术重点实验室, 武汉 430205)
采用多孔坩埚温度梯度法生长了0.6at%Eu∶CaF2晶体和共掺0.6at%Eu, 6.4at%Na∶CaF2, 0.6at%Eu, 6.4at%Gd∶CaF2晶体。XRD测试表明晶体仍均表现为纯CaF2的立方相, 共掺后吸收强度降低。以398 nm氙灯激发晶体材料, 荧光光谱表明共掺调剂离子后可明显增加Eu2+在424 nm处的发光强度, 而Eu3+的特征发射5D0→7FJ(J=1, 2, 3, 4) 除了表现出半峰宽变大外, 峰位和强度均无明显变化。0.6at%Eu, 6.4at%Gd∶CaF2表现出Eu3+的5D2→7F3和5D0→7F0特征发射峰, 主要可能归因于共掺Gd3+后打破了非反演对称结构, R值(电、磁偶极跃迁比值)明显降低, 提高了晶体格位结构的对称性。共掺Na+后在CIE色域坐标图上显示坐标由(0.303 7,0.142 5)可变为(0.204 3,0.062 6), 对应从紫色到蓝色的色域调控。
Eu∶CaF2晶体 光谱调控 发光 Na+/Gd3+共掺 多孔坩埚温度梯度法 Eu∶CaF2 crystal spectroscopy tailoring luminescence co-doping Na+/Gd3+ porous crucible temperature gradient method
本研究建立了纤铁矿TiO2和GaSe二维晶体的物理模型,用第一性原理的密度泛函方法计算了两体系的能带性质,分析了体系的电子态及光谱性质,并进一步研究了二轴张力对体系的能带的调控作用,最后分析了二轴张力对体系电子态性质和光谱性质的调控作用。结果表明,通过二轴张力,可以有效地调节两体系的带隙宽度,进而调节两体系的光谱响应特性,从而拓展了二维晶体在可控电子学、光伏器件等领域的应用。
纤铁矿TiO2 第一性原理 带隙调控 光谱调控 lepidocrocite-TiO2 GaSe GaSe First-Principle tunable band gap tunable optical spectrum
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
