期刊基本信息
创刊:
1982年 • 双月刊
名称:
红外与毫米波学报
英文:
Journal of Infrared and Millimeter Waves
主管单位:
中国科学院
主办单位:
中国科学院上海技术物理所,中国光学学会
出版单位:
科学出版社
主编:
褚君浩
ISSN:
1001-9014
刊号:
CN 31-1577/TN
电话:
021-65420850-73206
邮箱:
地址:
上海 玉田路500号,《红外与毫米波学报》
邮编:
200083
定价:
10元/期

本期栏目 2014, 33(4)

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红外与毫米波学报 第33卷 第4期

王云姬 1,2,3唐恒敬 1,2李雪 1,2邵秀梅 1,2[ ... ]龚海梅 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室,上海200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料和器件重点实验室,上海200083
3 中国科学院大学,北京100039
测量了不同扩散掩膜生长方式的截止波长为1.70μm的InGaAs平面探测器的电学性能.其中,SiNx薄膜作为扩散掩膜,分别采用等离子体化学气相沉积(PECVD)和低温诱导耦合等离子体化学气相沉积(ICP-CVD)生长.探测器焊接在杜瓦里测量,结果显示采用两种掩膜方式的器件的平均峰值响应率、探测率和量子效率分别为0.73和0.78A/W,6.20E11和6.32E11cmHz1/2W-1,56.0%和62.0%;两种器件的响应波段分别为1.63~1.68μm和1.62~1.69μm;平均暗电流密度分别为312.9nA/cm2和206nA/cm2.通过理论分析两种器件的暗电流成分,结果显示,相对于采用PECVD作为扩散掩膜生长方式而言,采用ICP-CVD作为扩散掩膜生长方式大大降低了器件的欧姆暗电流成分.
诱导耦合等离子体化学气相沉积(ICP-CVD) 扩散掩膜 暗电流 InGaAs InGaAs ICP-CVD diffusion mask dark current 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 333
作者单位
摘要
1 清华大学 工程物理系,北京100084
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳621000
作为140GHz共焦波导回旋行波管放大器设计中的一个创新部分,关于准光学注入结构的设计方法将详细论述.归因于高斯光束对频率扰动的欠敏感特性,这样的注入结构具有比传统波导插入耦合器更大的带宽.注入系统包括耦合天线、镜面变换器和波纹波导三个部分,最终在高于50%功率注入水平下达到6.8GHz的带宽,并克服了可能的寄生模式振荡和由加工误差导致的注入效率迅速下降的问题.
回旋行波挂放大器 准光学注入结构 功率耦合器 gyrotron amplifier quasi-optical launcher power coupler 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 337
作者单位
摘要
南京师范大学 物理科学与技术学院,江苏 南京210023
研究了周期性金属孔阵列的光学和远场辐射特性,实验发现所有样品在中红外波段都有两个透射峰,当金属孔径或者孔阵的晶格常数变大时,透过峰的中心频率发生红移.在透过率的中心频率附近,周期性的金属孔阵列表现出偶极子阵列的特性,其远场辐射特性随着孔径的减小或者孔阵列晶格常数的增大而增强.
远场辐射 金属孔阵 中红外 偶极子阵列 表面等离激元 far-field radiation metallic apertures mid-infrared dipole arrays surface plasmon polariton 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 344
作者单位
摘要
1 淮阴工学院 数理学院,江苏 淮安223003
2 暨南大学 物理系与思源实验室,广东 广州510632
从理论上研究了一个上臂与下臂各嵌有一个量子点的三终端三臂量子环中的自旋极化的电子输运性质.考虑了两个量子点中的库仑互作用并假设在某一个环臂中存在Rashba自旋轨道耦合作用.利用非平衡态格林函数方法,发现不需要借助任何磁场与磁性物质Rashba自旋轨道耦合作用导致的量子干涉效应就可以从器件中驱动出一个自旋流.适当调节外加偏压、Rashba自旋轨道耦合作用强度以及量子点能级等系统参数时器件中甚至还可以产生完全自旋极化电流或纯自旋流.另外,还讨论了系统参数对自旋流大小、符号、自旋极化度以及峰值的影响.
量子点环 量子点 自旋流 非平衡格林函数 quantum ring quantum dot spin current nonequilibrium Green’s function 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 349
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海200083
2 齐齐哈尔大学 通信与电子工程学院,黑龙江 齐齐哈尔161006
3 华东师范大学 极化材料与器件教育部重点实验室,上海200241
采用溶胶-凝胶法在Si(111)衬底上制备纳米TiO2薄膜,利用电化学阴极还原法对TiO2纳米薄膜掺杂Nd3+,对其结构及光催化活性进行研究,结果显示,所制备的样品均为多晶结构,随着Nd3+掺杂量的增加颗粒尺寸明显减小,比表面积增大.Nd3+的掺杂导致TiO2光催化剂吸光能力增强,同时吸收限红移,提高了光的利用率,并且当掺杂量为1.2%时,光催化活性最好.
TiO2薄膜 光催化 钕掺杂 titanium dioxide thin film photocatalytic activity neodymium doping 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 355
作者单位
摘要
中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海200083
通过光刻和湿化学腐蚀工艺,成功制作出规格为2×8的多元锰钴镍氧薄膜红外探测器件.测试表明,室温下锰钴镍氧薄膜材料负电阻温度系数达-3.8%K-1.10Hz调制频率和±15V电压偏置条件下,线列器件典型探测元黑体响应率为107V/W,探测率为2×107cmHz1/2/W,8元器件响应不均匀度为5.9%.实验结果表明锰钴镍氧薄膜焦平面器件制备的可行性,有可能作为新型室温全波段探测器件得到应用.
锰钴镍氧薄膜 热敏材料 线列焦平面 MnCoNiOthin film bolometer material linear focal plane array 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 359
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海200083
2 香港大学 物理系香港
利用溶胶凝胶工艺在SrTiO3单晶衬底上制备了一系列不同厚度的La0.7Ca0.3MnO3薄膜.X射线衍射表明这些薄膜均具有高度的择优取向性和结晶学质量.电学输运性质的研究结果凸显了膜厚的重要作用,主要归因于衬底施加的应力引起的薄膜晶格参数的改变.进一步的分析揭示,在厚度较小的膜中,小极化子的变程跃迁是高温下La0.7Ca0.3MnO3薄膜的主要导电机制,而在较厚的膜中,即使在低温下小极化子也是主要的载流子.
溶胶凝胶 锰氧化物 膜厚 小极化子 变程跳跃 Sol-Gel manganite film thickness small polarons variable range hopping 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 364
陈星 1,2,*何凯 1,2王建新 1叶振华 1[ ... ]张勤耀 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 材料与器件研究中心,上海200083
2 中国科学院大学,北京100039
针对直接倒焊(Ⅰ型)、间接倒焊(Ⅱ型)两种红外探测器模块,两者中的探测器芯片、硅读出电路和引线基板的尺寸完全相同,只在倒焊封装结构上有所差异,用有限元方法分析比较了这两种封装形式的基本模块于液氮温度时的热应力和形变大小情况,分析结果与实验现象符合较好,模块低温形变值的测量验证了有限元分析结果的合理性.
碲镉汞红外探测器 可靠性 热应力 形变 有限元分析 HgCdTe infrared detector reliability thermal stress warpage finite element analysis 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 369
作者单位
摘要
中国科学院上海技术物理研究所,上海200083
针对DMD(Digital Micromirror Device)器件是针对可见光波段设计,直接用于红外波段会遇到问题,提出了一种远心投影光学引擎架构,包括投影光学系统和照明光学系统.该光学引擎采用柯勒远心照明架构,并引入一片场镜来分离投影和照明光束.这种光学引擎结构紧凑、照明均匀、光能利用率高.
红外仿真 数字微镜阵列(DMD) 光学设计 infrared scene simulation digital micromirror device(DMD) optical design 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 375
倪波 1,*陈效双 1张杨 2黄陆军 1[ ... ]陆卫 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海200083
2 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,安徽 合肥230029
研究了超材料完美吸收器的旋转对称性对其吸收特性的影响.吸收器由金属颗粒/电介质/金属薄膜三层结构组成.以最上层是方形金属块为例,并通过在其y方向不同边沿处引入空气孔研究了四重、二重和非旋转对称吸收器的吸收特性.理论结果表明,当入射光偏振平行于x轴或y轴时,四重旋转对称结构有一个完全相同的吸收峰; 二重旋转对称结构吸收峰会在入射光偏振平行于x轴时劈裂成两个峰; 而无论入射光偏振平行于x轴或y轴,非旋转对称结构的吸收峰都会劈裂成两个峰.不同重数旋转对称性对吸收峰特性影响的结果将有助于设计新型的偏振无关的吸收器.
旋转对称性 超材料 完美吸收 时域有限差分法 rotational symmetry metamaterial perfect absorption finite difference time domain method 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 380
刘福浩 1,2,*许金通 1,3刘飞 1,2王立伟 1,2[ ... ]李向阳 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室,上海200083
2 中国科学院大学,北京100039
3 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
对AlGaN基p-i-n光电探测器的负光电响应特性进行研究,从实验上证实了器件中p型接触电极的肖特基特性是导致该现象的主导因素.不同偏压下的响应光谱表明,这些AlGaN光伏器件中存在较为明显的光导响应特性.光照和暗背景条件下的C-f曲线验证了器件中的持续光电导特性,而高铝组分铝镓氮材料内存在的大量缺陷被认为是该现象的起因.系统地研究了AlGaN基p-i-n光电探测器存在的负响应现象及其微观机理,为铝镓氮基日盲器件光电性能的优化提供了重要参考依据.
光电探测器 负响应 持续光电导 photodetector negative photoresponse persistent photoconductivity 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 386
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所,中国科学院红外成像材料与器件重点实验室 上海200083
2 中国科学院大学,北京100039
利用微波反射光电导衰退法比较了采用一次阳极氧化和二次阳极氧化的N型碲镉汞材料的非平衡载流子寿命及其随温度的变化,通过与理论值进行比较拟合得到了碲镉汞材料表面复合速度随温度的变化曲线.结果发现,二次阳极氧化方法能够更好地降低材料表面悬挂键的密度,同时减少抛光引入的表面缺陷能级的数量,从而降低材料的表面复合速度,改善材料的非平衡载流子寿命,利于制造出高性能的HgCdTe红外探测器.
二次氧化 少子寿命 表面复合速度 HgCdTe HgCdTe second anodization minority carrier lifetime surface recombination velocity 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 391
黄志鹏 1,2,*赵守仁 2,3孙雷 2,3孙朋超 2[ ... ]褚君浩 1,2,3
作者单位
摘要
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 上海太阳能电池研究与发展中心 上海201201
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海200083
薄膜太阳能电池在不同偏压下的量子效率(QE)会呈现非常不一样的结果.对不同波长范围内偏压量子效率的分析可以研究薄膜太阳能电池窗口层区域杂质补偿情况、主结势垒高低、背势垒高度等,还可以得出耗尽区宽度以及少子扩散长度等重要参数.通过实验测量与理论分析,给出了薄膜太阳能电池耗尽区宽度(W)和少子扩散长度(Ln)与偏压量子效率的关系,提出了一种新的拟合耗尽区宽度(W)和少子扩散长度(Ln)的方法,探讨了偏压量子效率测试在薄膜太阳能电池特性分析中的应用.
偏压量子效率 薄膜太阳能电池 耗尽区宽度 少子扩散长度 voltage dependent quantum efficiency thin film solar cells depletion width minority carrier diffusion length 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 395
侯治锦 1,2,*司俊杰 1,2王巍 1,2吕衍秋 1,2[ ... ]张国栋 1,2
作者单位
摘要
1 中国空空导弹研究院,河南 洛阳471099
2 红外探测器技术航空科技重点实验室,河南 洛阳471099
首次在国内报道了用激光调阻法提高线列1×128光导PbS红外焦平面探测器性能的研究成果.针对PbS探测器芯片的特点,用激光调阻法对采用负载电阻分流型电路的焦平面探测器的背景输出电平进行平坦化研究.实验结果表明,用激光调阻使背景电平平坦化之后,通过优化器件的工作参数,探测器平均黑体响应率由4.45×106 V/W提高到8.82×106 V/W; 平均黑体探测率由6.52×109 cm·Hz1/2·W-1提高到1×1010 cm·Hz1/2·W-1; 动态范围由46 dB提高到52 dB.研究结果为今后的薄膜型焦平面探测器实用化提供了参考.
激光调阻 红外焦平面探测器 硫化铅 背景输出电平平坦化 tuning the resistance of detector with laser infrared focal plane arrays PbS background out-put uniformity improvement 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 400
作者单位
摘要
电子科技大学 极高频复杂系统国防重点学科实验室,四川 成都611731
采用阻性肖特基势垒二极管UMS DBES105a设计了一个太赫兹三倍频器.为了提高功率容量和倍频效率,该倍频器采用反向并联二极管对结构实现平衡式倍频.根据S参数测试曲线建立了该二极管的等效电路模型并提取了模型参数.由于在太赫兹频段二极管的封装影响到电路的场分布,将传统的二极管SPICE 参数直接应用于太赫兹频段的电路设计存在一定缺陷,因此还建立了二极管的三维电磁模型.基于该模型研制出的220 GHz三倍频器最大输出功率为1.7 mW, 最小倍频损耗为17.5 dB ,在223.5 GHz~237 GHz输出频率范围内,倍频损耗小于22 dB .
太赫兹 平衡式倍频 肖特基势垒二极管 谐波平衡法 terahertz balanced multiplier structure Schottky barrier diode harmonic balance analysis 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 405
王涛 1,*屈龙海 1,2郭晨 1,2王海军 1,2
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学 电子科学与工程学院,湖南 长沙410073
2 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室,湖南 长沙410073
构建了尾流中云雾滴运动微分方程,通过求解运动方程得到了尾流中云雾滴的运动轨迹、速度分布等特性.分析了尾流中云雾滴的密度分布特性,并以典型的W波段雷达为例,分析了云雾中尾流的探测距离.在此基础上,提出了一种云雾中尾流雷达多普勒特性模拟方法,得到了典型毫米波雷达空间分辨率和观测视角下云雾中尾流的多普勒特性.研究结果表明,云雾中尾流毫米波雷达回波调制了丰富的尾流速度场信息,可为航空安全提供特征支撑.
飞机尾流 航空安全 毫米波雷达 多普勒 aircraft wake vortex air safety millimeter-wave radar Doppler 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 412
马平 1,2,*秦龙 3石安华 1赵青 3[ ... ]黄洁 1
作者单位
摘要
1 中国空气动力研究与发展中心 超高速所 四川 绵阳621000
2 电子科技大学 物理电子学院 四川 成都610054
3 激波管等离子体中太赫兹波传输特性仿真与实验研究
研究了太赫兹波在透射波窗口封闭的激波管中的等离子体中的传输特性,获得了传输衰减量随等离子体电子密度、碰撞频率、透波窗口材料以及电磁波频率的变化规律,并比较了相同条件下毫米波的传输特性.利用激波管为实验平台模拟产生高速飞行器等离子体,开展了太赫兹波在等离子体中传输特性实验.结果表明,太赫兹波在相同电子密度和碰撞频率的等离子体中衰减量比毫米波小得多; 随着等离子体碰撞频率的增加,太赫兹波传输衰减量先增加后减小,透波窗口增加了太赫兹波的传输衰减; 随着窗口材料的介电常数增加,太赫兹波反射率增加,太赫兹波传输衰减曲线出现周期性振荡,振荡周期约5GHz; 太赫兹波通信可能作为一种解决再入飞行器黑障问题的有效技术途径.
太赫兹波 传输特性 等离子体 衰减 terahertz wave transmission characteristics plasma attenuation 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 420
作者单位
摘要
1 中国科学院半导体研究所,北京100083
2 天津大学 电子信息工程学院,天津300072
利用射频磁控溅射方法在蓝宝石衬底上制备了氧化钒薄膜,X射线衍射的测量结果表明薄膜的主要成分是多晶二氧化钒.实现了二氧化钒薄膜半导体金属相变过程的电阻和五个不同波长下薄膜反射率的同步测量.实验结果表明,电学和光学测量都在相变过程中出现回滞曲线,但是二者的表现形式有明显差别.当用光学方法探测时,同一次相变过程中不同区域的反射率曲线几乎完全重合,证明了薄膜样品的均匀性.
二氧化钒薄膜 电学方法 光学方法 同步测量 反射率 vanadium oxide film electrical method optical method simultaneous measurement reflectivity 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 426
作者单位
摘要
电子科技大学 物理电子学院,四川 成都610054
基于耦合波理论和相位匹配技术,对准光辐射器的传统设计方法进行了改进,使其适用于低阶模式的设计.通过调节耦合时模式间的相位,在切口处实现了具有高斯场分布的理想模式组合.利用这一方法,优化设计了一个94 GHz, TE5,3回旋管准光辐射器.数值模拟结果表明,设计的辐射器在切口处形成了一个良好的束斑,边馈电平达到-30 dB,口径场高斯含量高于98%.
94回旋管 模式变换器 准光技术 94 GHz gyrotrons TE5 3 mode converter quasi-optical technology 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 430
作者单位
摘要
海军工程大学 船舶与动力学院热工教研室,湖北 武汉430033
建立了多分散细水雾0.8~20μm辐射特性参数数据库和谱带灰体模型,并提出了采用数据库调用获取辐射特性参数、采用谱带灰体模型处理细水雾非灰特性相结合的方法.通过将该方法计算的无量纲辐射热流与采用Mie理论和窄谱带模型计算的结果作对比,证明该方法准确可靠.通过精度分析和效率分析,证明所提方法既可保证精度在可接受的水平,又能使计算时间大幅缩减.
多分散细水雾 热遮蔽 辐射特性参数 谱带灰体模型 数据库 fine water sprays radiative heat shielding radiative properties spectral bands-grey assumption model database 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 436
作者单位
摘要
国家卫星气象中心,北京100081
利用自主研发的风云二号(FY-2)基于月球辐射校正的内黑体定标(CIBLE, Calibration of Inner Blackbody Corrected by Lunar Emission)方法,采用台风Dvorak卫星客观定强技术,分别选用2012年夏季定标平稳变化期、秋季星蚀期的强台风、超强台风过程,进行了FY-2E红外波段的CIBLE定标结果、交叉定标(GSICS,Global Space-based Inter-Calibration System)结果、日本MTSAT定标结果的台风客观定强分析.结果表明, CIBLE方法能够正确反映FY-2E在轨定标斜率的日变化和年变化,确保了FY-2E/CIBLE与MTSAT定标结果估算的各级别台风强度稳定一致.特别在FY-2E秋季星蚀期,明显提高了台风夜间定强的准确率,与GSICS定标相比,台风中心最大风速误差减小了14m/s,极大促进了台风强度监测预报水平的提升.
内黑体定标 定标斜率时变特征 Dvorak台风客观定强技术 inner blackbody calibration calibration slope temporal-variable characteristi Dvorak technology 
红外与毫米波学报
2014, 33(4): 442