1 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
本文对基于带间级联结构和谐振腔结构的中红外发光二极管进行了仿真和设计。在传统带间级联发光二极管的基础上，从器件外部引入分布布拉格反射镜（DBR）谐振腔结构，形成谐振腔带间级联发光二极管。对谐振腔参数进行仿真优化，包括DBR周期数、谐振腔的腔长、有源区在谐振腔中的位置等。结果表明，使用单周期ZnS/Ge DBR作为谐振腔上反射镜的器件输出功率最大，有源区置于谐振腔内部电场强度波峰处时，器件的输出功率最大，三级谐振腔带间级联LED器件的输出功率与55级无谐振腔器件输出功率相当，其光束发散角的半峰全宽可以从92度减小到52度。结合已生长的5级带间级联LED器件的测试结果，增加谐振腔结构后的仿真结果表明，峰值波长的辐射强度增强11.7倍，积分辐射强度增强5.43倍，光谱的半峰宽变窄6.45倍。
发光二极管 谐振腔 带间级联 辐射增强 light emitting diode resonant cavity interband cascade radiation enhancement
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
主要研究了不同结构参数对金属纳米表面等离子激元辐射增强的影响,以提高入射电磁波与金属表面自由电子的耦合效率。对Au、Ag纳米颗粒进行了数值模拟,比较了不同形状金属纳米颗粒的局域场增强。与其他结构相比,球形金属纳米颗粒具有更显著的局域场增强效应。通过改变球形金属纳米颗粒的各个参数进行Purcell分析,结果表明:沿极化方向的长轴尺寸、垂直于极化方向的短轴尺寸、环境材料的折射率以及光源距纳米颗粒的距离都会极大地改变金属纳米表面等离子激元共振辐射增强的效果,且会对共振波长的位置产生极大影响。最后对具有椭球壳结构的金属纳米颗粒进行了模拟,发现随着椭球壳内填充介质的折射率和椭球壳厚度改变,辐射强度都表现出不同程度的增强。
物理光学 辐射增强 Purcell效应 表面等离子激元 金属纳米颗粒 局域场 核壳结构 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 042601
1 湖北第二师范学院物理与机电工程学院, 湖北 武汉 430205
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
3 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
为了研究在半导体上施加外磁场对太赫兹辐射的影响, 基于drude-Lorentz模型对三种不同的半导体材料GaAs、InAs、InSb在不同的外磁场方向下太赫兹辐射功率的变化进行了研究。研究结果发现, 外磁场对具有较小有效质量和较高电子迁移率的半导体材料的太赫兹辐射增强效应最明显。此外, 太赫兹辐射最强时GaAs和InAs的最佳外磁场方向是沿y轴负方向, InSb的最佳外磁场方向是在与x轴及相反方向成40°夹角的x-z平面内。
太赫兹辐射 drude-Lorentz模型 外磁场 辐射增强 terahertz radiation drude-Lorentz model external magnetic field radiation enhancement
采用Nd∶YAG 脉冲激光器输出单脉冲序列激光重复作用于土壤样品表面同一位置使其形成熔穴，由光栅光谱仪和ICCD 采集每个激光序列脉冲的等离子体发射光谱，研究了激光诱导熔穴对土壤样品等离子体辐射特性的影响。实验结果显示，在熔穴的约束作用下，Cr和Pb 元素的谱线强度和信背比都随激光序列脉冲个数的增加呈先增大后减小的变化趋势；熔穴约束的最佳尺寸为直径1.0 mm、深度2.5 mm。随着激光脉冲个数的增加，FeⅠ422.64 nm自吸程度逐渐降低直至消失。研究结果表明，在熔穴孔径的约束作用下，谱线强度和信背比大幅提高，等离子体电子温度升高，有效地降低了谱线的自吸程度。
光谱学 激光诱导熔穴 辐射增强 信背比 电子温度 自吸收 中国激光
2015, 42(11): 1115005
1 淮阴工学院电子与电气学院， 江苏 淮安 223003
2 淮北师范大学物理与电子信息学院， 安徽 淮北 235000
应用气相传输法制备了氧化锌纳米线和具有六方对称截面的纳米棒，利用电子扫瞄显微镜，X-射线衍射仪等进行形貌与结构表征。室温下，用355 nm激光脉冲，以260 W/cm2相同光强激励条件，分别测量其光致发光(PL)谱，在棒状样品中发现393 nm有发光峰，而线状样品是在382 nm处。二者相比，棒状样品的紫光波段自发辐射光强增加、频谱展宽、中心波长红移和绿光波段辐射被显著抑制。基于半导体材料的能带理论、激子复合发光理论和费米黄金定则等，对样品PL谱差异原因进行理论分析，结果表明上述现象源于棒状样品中回音壁模谐振腔(WGMRs)的自发辐射增加。利用强激励条件下样品光致发光谱，验证了实验结果与理论分析结果较好吻合。
光电子学 氧化锌 光致发光 回音壁模腔 自发辐射增强
1 西安交通大学 电子与信息工程学院 陕西省信息光子技术重点实验室电子物理与器件教育部重点实验室，陕西 西安710049
2 西安洪庆高技术研究所 物理室，陕西 西安710025
为进一步降低有机半导体材料的激射阈值，文章研究利用银纳米颗粒的表面等离子体共振效应来实现对有机半导体薄膜受激辐射的增强.将制备好的Ag纳米溶液旋涂于玻璃基底上，然后在其上再旋涂PS:Alq3:DCJTB有机薄膜发光层，构成平面波导结构.用355nm波长的YAG激光泵浦样品。实验发现：相比于无Ag纳米颗粒情况，有Ag纳米颗粒时端面受激发射最大增强10.38倍，激射阈值从2.0mJ/cm2左右降低到0.5mJ/cm2左右；垂直表面受激发射最大增强6.13倍，激射阈值从2.5mJ/cm2左右降低到1.5mJ/cm2左右.该研究对实现低阈值有机半导体激光器具有重要意义.
光电子学与激光技术 受激辐射增强 表面等离子体共振 Ag纳米颗粒 有机半导体激光器 optoelectronics and laser technology enhanced stimulated emission surface plasmon resonance silver nanoparticles organic semiconductor lasers
1 四川大学,物理科学与技术学院,成都,610064
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
为满足惯性约束聚变实验诊断的需求,需要在空心玻璃微球内充入DT燃料气体的同时充入一定量的Ar诊断气体,由于Ar原子尺寸较大,一般热扩散技术难以实现对玻璃微球充Ar.为解决充Ar问题,研究了不同反应堆中子注量对玻璃微球的改性作用.测试结果表明:当中子注量达到1×1018 cm-2时,在500 ℃和室温情况下都可以向玻璃微球内充入Ar.辐照增强扩散后的扩散系数高于3.6×10-13 cm2/s.
辐射增强扩散 玻璃微球 中子
本文报道GaAs和Zn激光等离子体在高频强电场击穿气体从而在靶周围形成一层电子云的条件下,使等离子体高阶电离离子的X射线发射增强现象。
高频强电场 X射线辐射增强
