强激光与粒子束
2024, 36(1): 013006
南京工业大学数理科学学院，江苏 南京 211816
本文使用同轴静电纺丝技术，以合适的钒源和锡源为前驱体，在不同的热处理条件下，制备V2O5/SnO2纳米纤维异质结构，并构筑高灵敏的光电探测器件。在偏置电压为2.0 V、波长为405 nm的激光辐照下，V2O5/SnO2纳米纤维异质结构显示出1.28 μA的光电流，相比纯V2O5纳米纤维光电探测器（0.43 μA），光电流提高了近三倍。在偏置电压为3.0 V的周期性激光的调制下，V2O5/SnO2纳米纤维异质结光电探测器表现出快速的光响应，响应和衰减时间均为0.566 s，响应度为3.97 A/W，比探测率为 Jones，表现出良好的光电探测性能。这些实验结果为V2O5/SnO2纳米纤维异质结构在光电子器件中的应用提供了新的思路。
V2O5 V2O5/SnO2纳米纤维异质结 静电纺丝 光电探测器
1 1.内蒙古科技大学 材料与冶金学院, 包头 014010
2 2.稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室, 包头 014010
制备高效稳定的光催化剂对于光催化技术的发展至关重要。本研究采用超声辅助沉积加低温煅烧的方法制备了2H相MoS2/g-C3N4 S型异质结光催化剂(MGCD), 并综合考察了材料的相结构、微观形貌、光吸收性能、X射线光电子能谱、电化学交流阻抗和光电流等对光催化性能的影响。结果表明: 经过超声辅助沉积-煅烧处理, MoS2微米球发生破碎分散结合在g-C3N4纳米片层表面上并形成异质结。可见光下5%MGCD(添加5% MoS2)对罗丹明B(RhB)在20 min时的降解率达到了99%, 且样品重复使用5次后对RhB的降解率仍能达到95.2%, 表现出良好的光催化性能及稳定性。从内建电场形成的角度进一步分析表明, 异质结中MoS2与g-C3N4间耦合形成的内建电场引起的能带弯曲可以有效引导载流子的定向迁移, 并促进光生载流子的分离, 从而提高了光催化反应效率。异质结光催化剂的自由基捕获实验表明: O2-和·OH在催化降解RhB中是主要的活性物种, h+的贡献次之。
石墨相氮化碳 MoS2 S型异质结 稳定性 光催化机理 g-C3N4 MoS2 S-type heterojunction stability photocatalytic mechanism
吉首大学 物理与机电工程学院，湖南 吉首 416000
为实现光电信息器件的高集成度和高效输出，提高光电信息处理能力，设计了一种基于二维光子晶体的四通道滤波器，根据4个点缺陷微腔与线缺陷波导耦合原理，引入反射异质结并调整微腔与反射结的距离，提高输出效率，对滤波器1 403、1 426、1 449、1 508 nm四波长的波分复用功能进行仿真。仿真结果表明：该器件可实现高效传输，四波长透射率均超过95%，插入损耗均小于0.23 dB，通道间串扰均小于-8.7 dB。
二维光子晶体 波分复用器 反射异质结 二维时域有限差分法 two-dimensional photonic crystal, wave division mu
【目的】针对400 Gbit/s双偏振（DP）-16正交幅度调制（QAM）相干光接收机应用的核心线性跨阻放大器（TIA）实现问题。
【方法】文章基于先进锗硅异质结双极型互补氧化物半导体（SiGe BiCMOS HBT）工艺实现了一种64 GBaud双通道差分线性TIA。芯片核心由两路完全相同的信号放大通道组成，以输入放大相干接收的I和Q分量。信号放大通道电路采用全差分电压并联负反馈结构作为核心TIA，采用两级差分可变增益放大器（VGA）级联结构实现进一步信号放大，单端输出阻抗50 Ω的电流模逻辑（CML）缓冲器作为输出级。在输入两端，分别引入了独立的直流恢复（DCR）环路以消除输入信号直流分量及差分输出直流失调，并引入了全差分直流失调消除（DCOC）以消除工艺失配产生的输出直流失调，提高电路线性度。为了提高输入动态线性范围，引入了自动增益控制（AGC）电路以自动根据输入信号强度调节TIA跨阻及VGA增益，避免信号饱和失真；为了优化输出阻抗匹配，减小静电放电（ESD）二极管寄生电容影响，输出级采用了三端口桥式－T网络（T-Coil）电感峰化负载结构，以改善输出回损，提高带宽。芯片采用先进SiGe BiCMOS HBT工艺设计制造，裸片尺寸为1.6 mm×1.8 mm，通道间距为625 μm。芯片搭配结电容Cpd=50 fF的光电二极管（PD）及相干接收光路元器件封装成集成相干接收机（ICR）组件进行测试。
【结果】封测结果表明，该芯片小信号跨阻增益为差分5 kΩ，3 dB带宽为32 GHz，总谐波（THD）小于2%，饱和输入功率达到3 dBm，整个芯片由3.3 V单电源供电，静态功耗仅为250 mW。
【结论】芯片可用于64 GBaud的相干接收应用，配合DP-16QAM调制，可实现单波400 Gbit/s传输应用。
64 GBaud 差分线性跨阻放大器 可变增益放大器 三端口桥式－T网络 锗硅异质结双极型互补氧化物半导体 64 GBaud differential linear TIA VGA T-Coil SiGe BiCMOS HBT
