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长波带间级联探测器结构设计

红外与毫米波学报 2018年第6期37卷 734-739,745页

作者：田源周易柴旭良徐志成陈建新何力中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049 上海科技大学上海201210

针对带间级联结构在长波探测上的设计应用,采用包络函数近似下的二带模型和传输矩阵方法,考虑电子和轻空穴耦合,计算了带间级联结构多量子阱弛豫区的E-k关系和详细能带信息.特别优化了弛豫区结构,在保证光生载流子在弛豫区中隧穿几率的... 详细信息

针对带间级联结构在长波探测上的设计应用,采用包络函数近似下的二带模型和传输矩阵方法,考虑电子和轻空穴耦合,计算了带间级联结构多量子阱弛豫区的E-k关系和详细能带信息.特别优化了弛豫区结构,在保证光生载流子在弛豫区中隧穿几率的前提下首次利用周期性量子阱结构拓展弛豫区厚度,降低吸收区中电场强度,抑制产生复合电流和隧穿电流,提高器件电学性能.制备的该两级结构长波带间级联探测器10. 5μm处量子效率达到了20%,证实了弛豫区与隧穿区具有良好的光生载流子输运.器件在80 K下50%截止波长为11. 5μm,是目前所见报道中带间级联结构在80 K工作温度下所获得最长波长的红外探测器.

关键词：长波带间级联探测器传输矩阵方法能带

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二维光子晶体量子阱的光谱特性研究

光谱学与光谱分析 2008年第5期28卷 988-990页

作者：王东栋王永生徐征邓立儿张春秀韩笑发光与光信息技术教育部重点试验室北京交通大学光电子技术研究所北京100044

研究了二维光子晶体量子阱的光谱特性,该量子阱结构由二维正方晶格圆柱晶胞光子晶体通过移去中间位置的介质圆柱层形成。由于光子晶体中的光子禁带充当了光子运动的势垒,类似于半导体量子阱中电子的行为,在光子晶体量子阱结构中会出现... 详细信息

研究了二维光子晶体量子阱的光谱特性,该量子阱结构由二维正方晶格圆柱晶胞光子晶体通过移去中间位置的介质圆柱层形成。由于光子晶体中的光子禁带充当了光子运动的势垒,类似于半导体量子阱中电子的行为,在光子晶体量子阱结构中会出现量子化的光子能态。文章利用平面波展开法计算了所用光子晶体的能带结构,利用传输矩阵方法计算了量子阱结构的透射光谱。计算结果表明,在光子禁带中出现了离散的透射峰,透射峰的强度随着势垒宽度的增加而减弱,个数随着势阱宽度的增加而增加,通过计算得到了其定量关系,并且讨论了透射峰频率与势阱宽度的关系。

关键词：光子晶体量子阱平面波展开法传输矩阵方法

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金属薄膜亚波长近场成像特性研究

物理学报 2008年第7期57卷 4564-4569页

作者：李明宇顾培夫张锦龙郑臻荣刘旭浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027

采用基于等离子体物理模型的时域有限差分方法模拟了金属薄膜近场成像特性;采用薄膜传输矩阵方法计算了金属薄膜对倏逝波分量的放大作用.实现了周期为1μm的Cr光栅的成像实验,验证了平板金属薄膜的模拟成像特性.

关键词：时域有限差分金属薄膜近场亚波长成像传输矩阵方法

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含负折射率层的多层体系的反常光子隧穿

光学学报 2005年第12期25卷 1676-1681页

作者：徐旭明方利广刘念华南昌大学物理学系南昌330047

研究了多层体系含负折射率层的光学传输特性,通过传输矩阵方法,给出了体系透射率的一般表达式,并讨论了含负折射率层的四层结构在入射角大于临界角时的反常光子隧穿现象。当体系参量完全匹配时,对于任意入射光波长及大于临界角的入射,... 详细信息

研究了多层体系含负折射率层的光学传输特性,通过传输矩阵方法,给出了体系透射率的一般表达式,并讨论了含负折射率层的四层结构在入射角大于临界角时的反常光子隧穿现象。当体系参量完全匹配时,对于任意入射光波长及大于临界角的入射,透射率均为1;仅衬底层不匹配时,对于给定的衬底参量,透射率和入射波长无关,仅和入射角相关。对于TM波,存在多层体系的布儒斯特角,使得透射率等于1。对于TE波则没有类似现象;在衬底不匹配的情况下,提高出射端的折射率将增加体系的透射率;中间层的厚度或者折射率不匹配时,透射率关于匹配位置对称分布且随着失谐的增加指数衰减,随着入射角的增加,衰减速度加快。

关键词：非线性光学光子反常隧穿传输矩阵方法多层体系负折射率材料

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一维光子晶体热辐射光谱控制模拟研究

工程热物理学报 2007年第3期28卷 475-477页

作者：刘广平宣益民韩玉阁李强南京理工大学动力工程学院江苏南京210094

将一维金属-介质光子晶体应用于热辐射光谱控制,基于电磁波理论建立了光谱能量关系和光谱特性计算方法。采用钨(W)和二氧化硅(SiO_2)设计了一维金属-介质光子晶体,从麦克斯韦方程组出发,研究了该一维结构的光谱特性。研究结果表明,该结... 详细信息

将一维金属-介质光子晶体应用于热辐射光谱控制,基于电磁波理论建立了光谱能量关系和光谱特性计算方法。采用钨(W)和二氧化硅(SiO_2)设计了一维金属-介质光子晶体,从麦克斯韦方程组出发,研究了该一维结构的光谱特性。研究结果表明,该结构能够有效地结合材料自身光谱属性和光子晶体的光谱控制特性实现热辐射光谱特性的选择控制,可被用于热光伏系统实现热辐射光谱控制。

关键词：光谱控制一维金属-介电光子晶体传输矩阵方法选择性热辐射器

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一维Au/MgF_2光子晶体的透射性质

光子学报 2006年第1期35卷 74-78页

作者：刘佳誉王永昌西安交通大学理学院现代物理研究所西安710049

理论上研究了一维金属/电介质光子晶体的透射率性质,用传输矩阵方法数值计算了Au/MgF2光子带隙晶体的透射率.发现周期性结构产生的透射共振会大幅度增加光通过层状金属的透射率.通过调节一维Au/MgF2光子晶体中金和氟化镁的厚度以及周期... 详细信息

理论上研究了一维金属/电介质光子晶体的透射率性质,用传输矩阵方法数值计算了Au/MgF2光子带隙晶体的透射率.发现周期性结构产生的透射共振会大幅度增加光通过层状金属的透射率.通过调节一维Au/MgF2光子晶体中金和氟化镁的厚度以及周期数,得到了可见波段的高透射允带,透射率在0.4以上,而对于可见波段以外的频率几乎是完全不能传输的.这种结构在保持了高透射率的前提下还具有金属的优点,这在传感器、护目装置、反射窗、液晶显示等诸多领域都有很大的实用价值.

关键词：金属/电介质光子晶体传输矩阵方法透射共振

金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜结构的设计与优化

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光学学报 2020年第14期40卷 188-194页

作者：吴莹胡二涛王静韦玮南京邮电大学电子与光学工程学院微电子学院江苏南京210023 南京邮电大学通达学院基础教学部江苏扬州225127

理论设计对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备极为重要。然而,大多数软件通常局限于正入射情况下的太阳光吸收率的优化,而无法直接对太阳能光热转换效率这一重要指标进行优化。鉴于以上问题,使用传输矩阵方法与遗传优化算法,通过改... 详细信息

理论设计对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备极为重要。然而,大多数软件通常局限于正入射情况下的太阳光吸收率的优化,而无法直接对太阳能光热转换效率这一重要指标进行优化。鉴于以上问题,使用传输矩阵方法与遗传优化算法,通过改变金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜中各层薄膜的厚度,直接对其光热转换效率进行优化设计。重点研究了薄膜层数、太阳光照度与工作环境温度对钨/氧化铝基(W/Al2O3)多层膜的影响。研究结果表明,在聚光比为1和100情况下,该膜系的最优膜层数分别为6与8。该研究结果对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备具有重要的指导意义。

关键词：薄膜金属/介质多层薄膜传输矩阵方法遗传算法太阳能光热转换太阳光聚光比

光学波段菲波纳契序列一维光子晶体纳米膜传输特性研究

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光子学报 2007年第8期36卷 1426-1430页

作者：汤炳书连云港师范高等专科学校物理系

为了研究光学波段菲波纳契序列一维光子晶体纳米膜的传输特性,应用传输矩阵方法数值模拟各种情况下的透射率即传输函数随频率的变化.数值结果表明在正入射时,菲波纳契序列一维光子晶体中的禁带宽度、中心位置、数目都与构成序列的项数... 详细信息

为了研究光学波段菲波纳契序列一维光子晶体纳米膜的传输特性,应用传输矩阵方法数值模拟各种情况下的透射率即传输函数随频率的变化.数值结果表明在正入射时,菲波纳契序列一维光子晶体中的禁带宽度、中心位置、数目都与构成序列的项数、组元物理厚度、组成序列组元初始次序、组元折射率差值都对传输特性有较大影响,在可见光区组元折射率差值越大越易形成较宽禁带,进一步研究广义菲波纳契序列一维光子晶体纳米膜的传输特性,发现比典型情况更易在可见光区形成禁带.

关键词：一维光子晶体菲波纳契序列传输矩阵方法传输特性

用一维多元光子晶体实现光学梳状滤波的数值研究

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半导体光电 2006年第6期27卷 720-724页

作者：汤炳书刘丽丽殷恭维周艳玮沈廷根连云港师范高等专科学校物理系江苏连云港222006 华中科技大学物理系湖北武汉430074 江苏大学应用物理研究所江苏镇江212003

把传输矩阵方法推广应用于研究一维多元光子晶体实现光学梳状滤波。数值结果指出,要实现光学梳状滤波,首先要找到合适的组元个数,并通过调节组元位置和厚度找到所需要的禁带中心位置与宽度;其次根据梳状滤波的梳齿数目、位置和透过率等... 详细信息

把传输矩阵方法推广应用于研究一维多元光子晶体实现光学梳状滤波。数值结果指出,要实现光学梳状滤波,首先要找到合适的组元个数,并通过调节组元位置和厚度找到所需要的禁带中心位置与宽度;其次根据梳状滤波的梳齿数目、位置和透过率等具体要求,通过调节缺陷组数、缺陷组相对位置、缺陷组各组元厚度而达到梳状滤波设计的目的。

关键词：一维多元光子晶体传输矩阵方法梳状滤波透射谱