1 太原理工大学物理学院，山西 太原 030024
2 太原理工大学电子信息与光学工程学院，山西 太原 030024
通过在成本较低的活性层P3HT中引入少量在近红外波段有吸光能力的有机受体Y6制成倍增器件，Y6与P3HT发生分子间电荷转移，使得器件的响应波段拓展至1310 nm，在目前所报道的近红外倍增型有机光电探测器中具有明显优势。在空穴传输层与活性层之间引入原子级厚度的Al2O3，极大降低了器件的暗电流，将器件由只能反向偏压响应改善到能够正反双向偏压响应。Al2O3修饰后器件在860 nm处的外量子效率为800%，比探测率为5.6×1011 Jones；1310 nm处器件的外量子效率为80.4%，比探测率为5.13×1010 Jones。
探测器 分子间电荷转移 近红外波段 有机光电倍增探测器 双向偏压 界面修饰
光子学报
2023, 52(10): 1052404
1 中国科学院福建物质结构研究所，福州 350002
2 中国科学院大学，北京 100049
本文采用简易水热法，制备了稀土Nd离子掺杂的LiLuF4(LLF)微晶材料，对该微晶样品进行了物相分析、微观形貌分析和近红外波段光学性能的相关研究。LLF晶体属于四方晶系白钨矿结构，空间群为I41/a；采用水热法制备的LLF微晶料结晶性良好，颗粒尺寸在20 μm左右，优化后Nd∶LLF样品的氧含量为0.001 4%(质量分数)。在792 nm波长激发下，掺杂3%(摩尔分数)Nd离子的LLF微晶的最强荧光发射峰位于1 047 nm，属于近红外波段，其平均荧光寿命约为0.275 1 ms。进一步采用提拉法生长出Nd∶LLF晶体并评估了其激光性能。Nd∶LLF激光晶体在1 053 nm处的发射截面为8.13×10-20 cm2。激光性能测试发现，在1.2 W功率激发下，Nd∶LLF晶体可实现0.123 W的1 053 nm近红外激光输出。
稀土掺杂 水热法 激光 近红外波段 LiLuF4 LiLuF4 rare earth doping hydrothermal method laser near infrared band
红外与激光工程
2023, 52(3): 20230017
1 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 华东光电集成器件研究所集成电路设计部, 江苏 苏州 215163
采用近红外(NIR)波段高透的红(R)、绿(G)、蓝(B)滤光(即R+NIR、G+NIR、B+NIR),是电子倍增CCD(EMCCD)实现真彩色成像且保持低照度下高灵敏度的常见手段,然而,近红外成分的引入会带来颜色失真和颜色分布压缩。本文通过约束已配准的源图像和参考图像在标准正交颜色空间中具有相同的坐标表示,构建正交的色彩传递模型。在此基础上通过卷积神经网络引入特征维度,设计了端到端的色彩传递网络,改善偏色和颜色分布压缩导致的一对多颜色映射问题。色彩传递网络由预训练的前端网络和可训练的后端网络组成,前端网络根据EMCCD图像的纹理和语义将像素点分散到不同的特征通道上,后端网络根据各特征图内像素点的编码统计特征进行色彩传递。本文方法经大量图像验证具有一定普适性,在不同场景和照度下均取得较自然的色彩效果。相对于真实彩色图像,本文结果与颜色失真图像相比,峰值信噪比平均提高了75.78%,结构相似性相对提高了103.74%,色差相对降低了67.48%。
色彩 色彩传递 颜色空间 深度特征 近红外波段 光学学报
2021, 41(21): 2133001
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 上海科技大学物质学院, 上海 200031
3 中国科学院大学, 北京 100049
近红外波长为1.064 μm的激光是激光测距、自由空间光通信和空间光学遥感等应用中的主要激光光源之一。窄带滤光片是抑制背景光干扰的关键元件之一,目前大部分滤光片的半峰全宽为几纳米。本文研制了中心波长为(1064±0.05) nm、半峰全宽为0.19 nm、峰值透过率可达70.2%的带通滤光片,并考察了不同温度(100,200,300 ℃)退火处理后滤光片的表面形貌和光谱特性的变化。实验结果表明:滤光片的表面光滑,受退火温度的影响很小;滤光片的透射光谱随着退火温度的升高向长波方向移动,在100 ℃退火处理3 h的滤光片的光谱漂移量为0.03 nm,说明该滤光片可在温控条件有限的空间光学系统中使用。
薄膜 亚纳米带宽滤光片 离子束溅射沉积 近红外波段 退火温度 光学学报
2021, 41(20): 2031001
1 安徽大学 农业生态大数据分析与应用技术国家地方联合工程技术研究中心，安徽 合肥 230601
2 北京农业信息技术研究中心，北京 100097
3 宿州学院 信息工程学院，安徽 宿州 234000
快速、准确地掌握作物空间分布，估算不同作物种植面积及范围，这对制定宏观农业政策并指导农民进行农业生产具有重要意义。以我国内蒙古自治区扎赉特旗现代农业示范园区为研究区域，基于2019年5月至10月共9景多时相Sentinel-2卫星遥感影像，通过计算并分析不同作物归一化差值植被指数（NDVI）、比值植被指数（RVI）、增强型植被指数（EVI）等多种典型植被指数和近红外波段Ref(NIR)的时序变化特征，采用随机森林（Random Forest, RF）、决策树（Decision Tree, DT）、支持向量机（Support Vector Machine, SVM）和最大似然法（Maximum Likelihood, ML）4种分类方法对研究区多种作物进行分类识别，成功提取园区内主要作物（水稻、玉米、甜叶菊、旱稻和大豆等）空间分布情况。将RF结果与DT、SVM和ML分类结果对比，结果显示，RF总体分类精度最高，达到95.8%，Kappa系数为0.944；DT、SVM和ML分类精度分别为92.2%、91.6%和86.5%。上述研究结果表明，多时相Sentinel-2遥感影像经过光谱指数时序变化特征提取后，利用随机森林算法进行作物分类可得到精度较高的结果，这为精细指导规模化园区农业生产提供了有效的技术支持。
随机森林算法 近红外波段 时间序列 Sentinel-2 作物分类 random forest Ref (NIR) time-series Sentinel-2 crop classification 红外与激光工程
2021, 50(5): 20200318
光子学报
2020, 49(10): 1031001
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
设计了一种基于耐火材料氮化钛(TiN)和二氧化钛(TiO2)的光栅型超宽带太阳能吸收器,采用有限元方法研究了其吸收特性,并分析了其结构参数、工作波长和入射角度对吸收性能的影响。结果表明:通过调整结构参数,可以有效地控制其吸收特性。当波长为500~2000 nm,入射角度为0°~75°时,吸收效率可以达到80%以上,所设计的吸收器表现出了超宽带吸收的特性。单元结构的顶层采用半球形结构,可以提高吸收器的平均吸收率。所设计的吸收器在热光伏等方面有潜在的应用前景。
表面光学 光栅 吸收器 磁激元 可见光 近红外波段 光学学报
2020, 40(21): 2124002
中国科学院 安徽光学精密机械研究所 中国科学院大气光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
为了实时测量多个波段激光大气透过率, 研制了ISP02型近红外太阳辐射计。详细阐述了该仪器的硬件组成、光学系统设计以及工作流程, 并对仪器进行了定标, 给出仪器能达到的性能指标。依据建立的基于太阳宽谱直接辐射测量获取激光波段大气透过率的方法, 实测得到1.064, 1.315, 1.54 μm大气透过率, 将结果与POM02型太阳辐射计采用外推法获取的激光大气透过率进行对比, 误差均小于6%, 测量的水汽总量与POM02对比, 误差均小于7%; 然后, 将两者外推的3.78 μm透过率进行对比, 误差均小于5%。秋冬季实测的1.315 μm透过率与激光大气传输评估软件对比, 误差小于2%。该仪器测量结果可靠、性能稳定, 可为同时获取多个波段激光大气透过率提供有效测量手段。
光学仪器 太阳辐射计 激光大气透过率 近红外波段 optical instrument sun-photometer laser atmospheric transmittance infrared waveband
