摘要:运用系宗蒙特卡罗法计算了强THz场作用下, n型掺杂的GaAs和InSb中随时间变化的散射机制以及载流子非线性动力学演变, 获取了电子散射至卫星谷并弛豫回原能谷的时间信息, 并追踪描绘了载流子瞬态增加的过程, 结果同时显示了强场作用下谷间散射是GaAs中的主要散射机制, 而碰撞电离则是InSb中的关键因素.此外进一步讨论了这两种机制对于相关物理量: 平均动能、平均速度、材料的电导率的影响, 结果说明这两种机制导致了非线性效应并在两种材料中起到相反的作用, InSb中碰撞电离的响应时间比GaAs中谷间散射的响应时间更长.该研究结果在THz调制领域有一定的指导意义.

摘要:太赫兹激光作为大角度发散的高斯波束不能简化为平面波或球面波.经典电磁理论和ABCD法则传输理论建模显示: 正透镜实现太赫兹激光束的会聚, 会聚后其像距明显小于透镜的焦距；焦距和太赫兹激光光束波前半径相匹配的负透镜可以实现太赫兹激光束的准直.实验证实f′=-188, 的负透镜位于与太赫兹激光光束波前半径相匹配的位置时, 即z=100 mm, 太赫兹激光的发散角从6°提高到0.1°,20 m传输实验中, 负透镜准直探测方案比正透镜准直探测方案更加简单有效.

摘要:采用滤波器综合分析方法, 基于分立式AlGaAs/GaAs异质结PIN二极管, 根据其等效寄生参数, 综合出单刀二掷开关集总参数滤波器模型, 以此分析其等效分布参数电路, 设计出了118 GHz星载辐射计用单刀二掷开关准单片, 开关电路尺寸6×2.5×0.1 mm3.通过开关模块封装用波导-微带过渡和键合金带插损的分析研究, 研制出了低插损的118 GHz开关模块, 在110~120 GHz, 测得开关插损小于3.0 dB, 插损典型值2.6 dB；开关隔离度大于22 dB；开关响应时间、导通时间、关断时间、恢复时间分别小于18 ns、20 ns、10 ns、18 ns, 该准单片作为通道切换开关可集成应用于118 GHz收发组件中.

摘要:铝酸镧/钛酸锶(LaALO3/SrTiO3)异质界面被发现具有二维导电性并呈现出其他一些有趣的呈展现象.而此前, LaAlO3/SrTiO3异质界面的导电性主要都是通过电学方法进行表征.这里作者首次提出利用散射式扫描近场光学显微镜 (s-SNOM) 对LaAlO3/SrTiO3界面的导电性进行空间成像, 这为研究过渡金属氧化物异质界面体系的物理现象提供了一个新的手段.

摘要:利用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分别研究了2,4-, 2,5-, 3,4-, 3,5-二硝基苯甲酸的吸收谱.实验结果表明, 4种同分异构体的吸收光谱在红外波段(1 400~1 800 cm-1)表现出相似性, 而在太赫兹波段(0.3~2.2 THz)却存在非常明显的区别.利用密度泛函理论(DFT)对4种物质的吸收频谱进行计算, 并根据计算结果对吸收光谱的相似性和差异性进行解释.太赫兹时域光谱技术为鉴别物质的同分异构体提供了一种可行的手段.

摘要:在SiO2/Si(P++)衬底上制备了多层MoS2背栅器件并进行了测试.通过合理优化和采用10 nm SiO2 栅氧, 得到了良好的亚阈值摆幅86 mV/dec和约107倍的电流开关比.该器件具有较小的亚阈值摆幅和较小的回滞幅度, 表明该器件具有较少的界面态/氧化物基团吸附物.由栅极漏电造成的漏极电流噪声淹没了该器件在小电流(~10-13 A)处的信号, 限制了其开关比测量范围.基于本文以及前人工作中MoS2器件的表现, 基于薄层SiO2栅氧的MoS2器件表现出了良好的性能和潜力, 显示出丰富的应用前景.

摘要:对纳米级金属氧化物半导体场效应管器件提出了改进的小信号模型.该改进模型中综合考虑了馈线的趋肤效应和器件多胞结构的影响.提取过程中, 根据可缩放规律, 由传统模型的参数推导出元胞参数.将模型应用于8×0.6×12 μm (栅指数×栅宽×元胞数量)、栅长为90 nm的MOSFET器件在1~40 GHz范围内的建模, 测试所得S参数和模型仿真所得S参数能够高度地吻合.

摘要:联合GPS、ISN、LiDAR、测距机等, 构建超POS信息；计算最小视场分辨率、像元数、焦距等选择相机；将POS采集系统与相机组合成LiDAR多通道光谱图像异常识别系统.采用多通道匹配融合法融合紫、红外、彩色图片, 基于Hough变换, 通过同族容器归纳法确定疑似故障点.运用Hough变换、免疫遗传Snake、最小二乘法解析椭圆形貌, 解决绝缘子异常识别问题.工程实验表明, 该系统平均探测精度是82.4%, 优于直升机与人工平均值24.05%, 是一种高效率的智能电网巡线排查手段.

摘要:提出了一种应用于高速率无线通信的基于微机械工艺的波束扫描天线阵.基于微机械工艺的空气填充的同轴线结构能提供低损耗的矩形微同轴传输线和馈电网络设计.设计的传输线仿真和测试插入损耗均小于0.18 dB.仿真和测试结果吻合良好.波束扫描天线阵的尺寸为17.5×14.5×0.42 mm3, -10 dB带宽为10 GHz(55~65 GHz), 其带宽覆盖60 GHz标准的全频段.波束扫描角度分别为±35°和±11°.在60 GHz中心频点, 增益分别为11.8 dBi和12.1 dBi.

摘要:浸入式光栅常应用于光学材料折射率较高的红外谱段.其特殊的工作模式会产生一系列普通反射式光栅不需面临的问题, 而它们对于浸入式光栅的应用却十分重要.论文推导了普通光栅长波端与短波端谱线长度的关系.针对折射率与波长相关的特点, 以短波红外(1.5~2.5 μm)为例, 分析其谱线位置分布及光谱分辨率变化特性.结果表明, 浸入式光栅谱线分布相较于普通光栅有明显差异, “梯形”谱线会发生倾斜.在折射率变化较大的短波红外谱段, “梯形”谱线倾斜程度较明显.在以长波(2.5 μm)配准Littrow条件时, 谱线向短波端倾斜, 以短波(1.5 μm)配准时向长波端倾斜, 且Littrow波长均漂离中心波长.由于折射率在热红外谱段变化较小, “梯形”谱线倾斜较小, 更接近普通光栅情况.浸入式光栅的光谱分辨率随折射率变化而改变, 同级中, 波长增大分辨率增大；各级间, 级数减小分辨率减小.同时, 由于高级次(短波)分辨率大于低级次(长波), 因此各级谱线长度之比不再满足普通光栅中的比例关系.

摘要:采用As掺杂和激活技术制备的p+-on-n异质结材料是获得高性能长波碲镉汞红外焦平面器件的关键技术之一, 得到了广泛关注.采用变温IV拟合的方法, 对不同As掺入浓度与器件结性能相关性进行了分析, 发现降低结区内As掺杂浓度可以有效抑制器件的陷阱辅助隧穿电流.拟合结果表明, 较高浓度的Nt很可能与高浓度As掺入相关.因此As的稳定均匀掺入和激活被认为是主要技术挑战.实验研究了分子束外延过程中Hg/Te束流比与As掺入效率的关系, 发现相对富Hg的外延条件有助于提高As掺杂效率.研究还发现As的晶圆内掺杂均匀性与Hg/Te束流比的均匀性密切相关.对As的激活退火进行了研究, 发现在饱和Hg蒸汽压中采用300℃/16h+420℃/1 h+240℃/48 h的退火条件能明显提升碲镉汞中As原子的激活率.

摘要:恒星巡天测量与模型分析显示大量恒星在0.3~35 μm波段内的绝对辐射精度达到3%, 在可见光波段接近1%.恒星与恒星之间的相对辐射定标精度优于0.2%.部分恒星具有极好的辐射稳定性, 可以作为长期稳定的辐射基准.但是恒星有效亮度通常比地面目标低几个量级, 并且恒星一般不会直接出现在遥感卫星视场, 不利于用作定标源.这里讨论的利用恒星进行辐射定标的方法是在遥感卫星上安装一个与遥感相机波段接近的微型定标相机, 它的指向可以通过转动机构在恒星与地面目标之间转换.在观测恒星时通过延长积分时间来获取高信噪比信号, 在观测地面目标时由于和遥感相机同时同视场观测有利于精确交叉定标.这个方法可以将作为标准源的恒星辐射直接传递到观测目标.目前分析显示最佳定标精度可以达到2%以内.

摘要:通过对Bridgeman方法生长的CdZnTe单晶样品进行光致发光(Photoluminescence, PL)光谱测量, 发现CdZnTe样品表面Te沉淀物的存在明显影响能量低于1.5 eV的深能级发光过程.进一步对CdZnTe晶锭的不同位置取样进行低温变磁场光致发光光谱测试, 获得高分辨光谱信息.拟合分析结果表明: (1)在不含Te沉淀物的CdZnTe样品内部存在应力分布, 并因此导致轻、重空穴带分裂；(2)1.57 eV发光特征源于浅施主杂质与价带间的复合过程.

摘要:详细对比并分析了双异质结单载流子传输光敏晶体管(Uni-travelling-carrier Double Heterojunction Phototransistor, UTC-DHPT)与单异质结光敏晶体管(Single Heterojunction Phototransistor, SHPT)在大的入射光功率范围下集电极输出电流特性.首先, UTC-DHPT仅选取窄带隙重掺杂的基区作为吸收区, 与SHPT选取基区和集电区作为吸收区相比, 其光吸收区厚度小, 在小功率入射光下UTC-DHPT的输出电流小于SHPT的输出电流.其次, 由于UTC-DHPT的双异质结结构, 光生电子和光生空穴产生于基区, 减弱了SHPT因光生空穴在集电结界面积累而产生的空间电荷效应, 避免了SHPT在小功率入射光下输出电流开始饱和的问题, 从而UTC-DHPT获得了比SHPT更大的准线性工作范围.最后, UTC-DHPT的单载流子(电子)传输方式使得基区产生的光生空穴以介电弛豫的方式到达发射结界面, 有效降低了发射结势垒, 增加了单位时间内由发射区传输到基区的电子数量, 提高了其发射结注入效率, 在大功率入射光下UTC-DHPT比SHPT能获得更高的输出电流.

摘要:聚合物分散液晶全息光栅具有电场可调的特点,材料中掺杂纳米银颗粒, 能够有效降低光栅的驱动电压.由于聚合动力学的影响, 会造成纳米银颗粒在光栅中的非均匀分布, 即纳米银在聚合物和液晶区分布含量不均匀, 表现出不同的电场调控特性.通过等效电路建模的方法研究驱动电压阈值与所施加交流电场的频率之间的关系.根据Maxwell-Wagner效应建立纳米银分别被液晶和聚合物包围的等效电路模型, 具体研究在液晶条纹中, 纳米银含量占总纳米银比例不同的条件下, 纳米银掺杂的聚合物分散液晶全息光栅的介电弛豫时间和弛豫振荡的频率数值变化, 进一步调节驱动电场频率, 获得更低的驱动电压阈值.通过最优驱动电场频率范围来初步确定纳米银在光栅中的分布结构, 并证明纳米银颗粒集中在液晶条纹, 少量分布在聚合物条纹中.

摘要:硫化锌材料是长波红外光学窗口材料优选材料之一.针对化学气相沉积(CVD)和热压成形(HP)两种工艺制备的硫化锌材料, 研究了从室温到600℃的光谱透过率变化现象, 基于二维相关光谱分析技术, 获得了长波吸收区内的声子交互作用.研究结果表明: 在700~1250 cm-1的长波吸收波段, CVD ZnS的声子频率为横向振动模式下(TO)的三次谐波频率和纵向声学模式下(LA)的三次谐波频率；HP ZnS的声子频率分别为3TO、3LA和4LA, 并且在温度作用下的响应顺序依次为3LA、3TO和4LA.两种工艺制备的ZnS杂质振动吸收在温度作用下对2000~1250 cm-1范围内的光谱透过率产生影响, 出现不同程度的透过率增加现象, 由于两者含有杂质的区别, 在高温下CVD ZnS的透过率变化比HP ZnS较为显著.

摘要:在二维光子晶体结构中通过调节光子晶体方形谐振器PCSRs(Photonic Crystal Square Resonators)与波导的耦合长度、耦合宽度、及其耦合柱半径优化设计了光信号分离器.借助于CMT(Coupled-Mode Theory)理论定性分析了两个PCSRs存在相互作用时, 结构中波导与谐振腔之间的电磁波耦合性能, 用FDTD方法研究了两信道传输工作特性.表明在设计的参数范围中, 基于PCSRs的信号分离器具有高正规化传输率、窄带宽、平稳的信号传输强度, 中心波长调谐范围宽的特性.该类结构可用于同一中心波长信号的功率二等均分, 也可用于不同中心波长信号的分离.该微型结构在片上的光路设计将是一类有潜力的构筑模块, 适于光通信领域波分解复用设计、光路集成设计等方面.

摘要:对临近空间目标的空基/星载红外探测中的目标背景临边对比度问题进行物理建模, 详细阐述对比度的定义和模型中的高层大气辐射问题.利用适于模拟高层大气辐射的非局域热平衡模式, 结合探测器噪声假定, 计算理想黑体目标的临边对比度并分析高层大气辐射特性对对比度的影响.模拟结果表明, 在评估目标探测可行性时必须考虑探测器噪声的影响;在高层大气临边路径下水汽波段比大气窗区的可探测性更好, 而目标本征辐射与大气临边吸收和背景辐射间的关系导致了对比度复杂的变化特征.

摘要:Diviner在7年多的运行时间内, 共获得了超过3.3×1011个辐射亮度测量值.这些数据除了具有的推扫性、条带性和少量的“坏点线”与“故障”等特征外, 在一个月球日内呈现白天正午前后和整个夜晚亮温值变化幅度相对均匀, 上下午尤其是日出和日落前后亮温值变化剧烈的规律.利用昼夜分段亮温拟合模型, 结合数值模拟、奇异值剔除、分段拟合和纬向校正等方法获得了虹湾地区6个时刻的高分辨率和高覆盖度的亮温分布.结果表明, 白天的亮温与太阳辐射通量值计算的温度值相接近, 敏感于地形起伏、物质混合和通道光度计特性等因素, 最高和最低亮温分别出现在朝向赤道方向的山坡和落差最大的撞击坑中心位置；夜晚的亮温敏感于视场内物质的热物理属性差异, 变化幅度由上半夜的相对剧烈逐渐过渡到下半夜的趋于均匀.文章揭示了月表热能量交换规律, 解释了复杂和异常月表热红外环境的本质, 提供了一个关于无大气星体的风化层如何存储热红外辐射能量以及与空间环境进行能量交换的新视角.

摘要:通过研究发现双包层结构能降低石英基光子晶体光纤损耗, 并制备一种高非线性双包层结构石英基光子晶体光纤来进行实验研究.使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的石英基光子晶体光纤在反常色散区泵浦, 研究不同的泵浦功率和泵浦波长对中红外超短脉冲孤子的影响, 并分析了石英基高非线性光子晶体光纤中红外超短脉冲孤子产生的物理机理.结合实验发现在泵浦功率为827 nm, 功率从0.1 W增加到0.42 W时, 中红外第一个孤子随功率增加从1933 nm移动到2403 nm, 可调范围达到470 nm, 为石英基光子晶体光纤产生宽带可调超短脉冲源创造了很好的条件.