Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology (SIMIT), Chinese Academy of Sciences (CAS), Shanghai 200050, China
2 CAS Center for Excellence in Superconducting Electronics (CENSE), Shanghai 200050, China
3 Ori-chip Optoelectronics Technology Ltd., Ningbo 315000, China
4 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
We propose and demonstrate a cryogenic thermo-optic (TO) modulator in x-cut thin-film lithium niobate (TFLN) with an NbN superconducting heater. Compared to a conventional metal heating electrode, a fast and energy-efficient modulation is obtained by placing an NbN superconducting heating electrode above the TFLN waveguide. The transition of the NbN superconducting electrode between superconducting and normal states turns the heating and cooling processes from continuous to discontinuous change. Thus, the energy consumption during the modulation process is reduced proportionally. The rise/fall time of the proposed device is 22 µs/15 µs, which has been the fastest response time reported in TFLN thermo-optic modulators so far. The presented TO modulator can easily be used at cryogenic temperatures and has great potential for applications in cryogenic optoelectronics.
cryogenic modulator lithium niobate superconductance Chinese Optics Letters
2023, 21(8): 081301
1 中国科学院福建物质结构研究所 中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室，福建省纳米材料重点实验室，福建 福州 350108
2 福州大学材料科学与工程学院 先进材料技术重点实验室，福建 福州 350108
3 中国福建光电信息科学与技术创新实验室（闽都创新实验室），福建 福州 350108
全无机零维金属卤化物因其独特的光学性能和可溶液法加工的特点，有望成为替代铅卤钙钛矿的新一代发光材料，在固态照明和光电探测等领域发挥重要作用。本文报道了一种Cd2+掺杂的Cs2ZnCl4新型黄光荧光粉。该材料在270 nm紫外光激发下，呈现565 nm的宽带、长寿命（11.4 ms）发光，荧光量子产率达到46.0%。通过变温高分辨光谱测试分析，证明了其发光来源于Cd2+的3E→1A1禁戒跃迁，并且在低温下（<170 K）还观测到局域态激子的发光及其到Cd2+的高效能量传递过程。此外，该材料还展现出优异的抗热猝灭性能，150 ℃温度下的发光强度依然保持室温时的90.0%。本工作为Cd2+掺杂金属卤化物的激发态动力学提供了新发现，也为新型高效零维金属卤化物发光材料的设计开发提供了新思路。
金属卤化物 Cs2ZnCl4 镉掺杂 光致发光 激发态动力学 metal halide Cs2ZnCl4 cadmium doping photoluminescence excited-state dynamics
1 北京工业大学, 城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室, 北京 100124
2 北控水务集团有限公司, 北京 100102
相比于复杂的富集程序, 饮用水中由于金属元素含量甚微, 急需一种快速, 简单和可靠的检测方法。 全反射X射线荧光光谱法(TXRF)是一种方便快捷、 定量简单的微量多元素同步分析方法, 该方法所需要的样品少, 测量时间短, 无需预处理可实现对样品的直接分析。 以镓(Ga)为内标, 采用直接进样-TXRF法, 探究了快速测定多质量浓度梯度多元素金属溶液的可行性, 并将该方法应用于低矿物质饮用水中进行微量元素分析。 实验结果表明, TXRF能直接提取溶液中的Al、 K、 Ca、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Sr进行同步测量, 但是多次试验发现, Al、 K、 Ca作为轻质元素由于回收率明显偏离标准值, 难以实现准确定量, 究其原因是基体效应较大或元素的灵敏度较低, 而其他元素均满足定量要求。 通过对不同浓度梯度的标准样品进行测量, 发现当金属元素浓度分别处于40 mg·L-1、 4 mg·L-1、 0.4 mg·L-1、 40 μg·L-1水平时, Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Sr元素均呈现出很好的准确度和精密度, 回收率(RR)稳定在80%～112%, 相对标准偏差(RSD)处于3.6%～10.5%, 检出限(DL)处于0.001～0.07 mg·L-1。 随着浓度梯度的逐渐下降, 各元素的准确度和精密度开始表现出不同程度的下降, 当质量浓度处于本文试验最低水平4 μg·L-1时, 大部分元素(Mn除外)的回收率和RSD均明显偏离标准值。 还利用直接进样-TXRF法, 在低、 中、 高三个不同加标水平下对饮用矿物质水进行加标回收试验, 结果表明, 样本中Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Sr元素含量基本处于几十个μg·L-1水平, 平均加标回收率在90%～110%之间, 平均RSD小于12%, 满足微量测定要求。 综上所述, 多元素测试结果表明, TXRF在对元素的选择上更适宜原子序数(Z>20)的中等重元素, 对于组分含量在十几个μg·L-1以上的水质样品, 无需经过复杂预处理, 可直接实现快速准确定量分析, 对于环境中的超痕量样品需要使用预浓缩技术以提高测量准确率。
全反射X射线荧光光谱法 快速 多元素 低矿化质水 金属元素 TXRF Rapid Multi-element Analysis Low mineral water Metal element
中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 200050
提出了一种通过湿法腐蚀实现的基板缺陷共面波导电磁带隙结构，并进行了建模仿真、加工和测试。重点研究了基板缺陷结构与传统金属缺陷结构的差异，以及采用湿法腐蚀工艺的优势。实验结果显示：新结构具有明显的电磁带隙特性；与干法刻蚀工艺相比，采用湿法腐蚀工艺加工可以获得更宽的阻带范围和更强的阻带抑制。该结构完整保留了50Ω共面波导的信号线和接地板金属，可以与传统的金属缺陷结构结合，以获得性能更好的器件。
电磁带隙 基板缺陷 湿法腐蚀 砷化镓 共面波导 electromagnetic band-gap defected-substrate coplanar waveguide GaAs coplanar waveguide
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所， 上海 200050
2 中国科学院研究生院， 北京 100049
矢量调制器芯片作为一种可以同时对载波进行相位和幅度调制的新型电路，能够替代传统的数字移相器和数字衰减器用在有源相控阵系统中.先设计了一款工作在Ka波段毫米波单片矢量调制器，在片测试结果显示可以实现-12~-40 dB的幅度调制与360°的相位调制.然后设计了一个Ka波段1×8阵有源相控阵天线，改变矢量调制器的控制电压，成功实现了波束扫描功能，验证了基于矢量调制技术的有源相控阵的可行性.
毫米波 单片集成电路 矢量调制器 有源相控阵 millimeter wave monolithic integrated circuit vector modulator active phased array antenna
