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双曲声子极化激元的近场调控综述

红外与毫米波学报 2023年第5期42卷 611-621页

作者：马磊孙聊新刘锋上海师范大学数理学院物理系上海200233 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术全国重点实验室上海200083

在实际应用中,有效的操控极化激元给纳米光子器件、亚波长成像、异常折射等领域带来了巨大的发展前景从而广受关注,但传统介质材料中的极化激元的调控灵活度相对较低,不能满足现实的广阔需要,成为具有挑战性的难题。然而,声子极化激元... 详细信息

在实际应用中,有效的操控极化激元给纳米光子器件、亚波长成像、异常折射等领域带来了巨大的发展前景从而广受关注,但传统介质材料中的极化激元的调控灵活度相对较低,不能满足现实的广阔需要,成为具有挑战性的难题。然而,声子极化激元作为一种光子——声子强耦合的新型准粒子,与其他的极化激元相比,具有更强的束缚光的能力、更长的寿命以及更低的损耗,在亚波长尺度红外光调控领域能够发挥举足轻重的作用。近年来,随着对二维范德瓦尔斯晶体的相关研究及报道,能够承载双曲声子极化激元的介质材料步入大众视野,并且在具有超高分辨率的纳米成像技术的支持下,很多新颖的近场红外光学现象在多种操控手段下被发掘,这极大地丰富了人们对于极化激元的认知。此综述首先从双曲声子极化激元的机理入手,介绍了声子极化激元的概念、色散关系和近期被广泛关注的双曲介质(h-BN、α-MoO_(3))。随后,总结了双曲声子极化激元在上述介质中的不同传播特性以及多种维度调控下的近场成像分析,例如改变范德华晶体的周围介质环境、谐振腔、金属天线的面内调控等等。最后,我们对声子极化激元的研究进行了展望。多样的调控手段展现了声子极化激元的丰富应用,这对纳米成像、集成光路、纳米透镜等红外纳米光子器件提供可借鉴的途径,同时在未来可能还会衍生出更多新兴领域。

关键词：双曲声子极化激元纳米成像近场调控红外纳米光子器件

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天文应用红外焦平面读出电路研究

红外与激光工程 2024年第1期53卷 55-67页

作者：梁清华魏彦峰陈洪雷郭晶丁瑞军中国科学院上海技术物理研究所红外探测全国重点实验室上海200083

成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提... 详细信息

成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提下尽可能地降低电路功耗以减小电路辉光对器件暗电流的影响。同时,研究非破坏性读出的数字功能,实现了超长的积分时间和信号的多帧累积,并作为一种斜坡采样的策略有效地降低读出噪声。短波HgCdTe焦平面的测试结果符合理论设计预期,开启电路非破坏性读出功能,设置6 000 s的积分时间,当电路功耗调低至14.04 mW时暗电流为0.9 e-·pixel^(-1)·s^(-1)。读出噪声在两档增益下分别为50 e-(10 fF)和27 e-(5 fF),非线性度低于0.1%。

关键词：红外天文观测红外焦平面读出电路低功耗非破坏性读出读出噪声

非对称In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱的零场自旋分裂能与高场g因子（英文）

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红外与毫米波学报 2015年第6期34卷 688-693页

作者：徐勇刚吕蒙陈建新林铁俞国林戴宁褚君浩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 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

研究了非对称In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱中二维电子气的磁输运性质,所测量的样品的径向磁阻R_(xx)的Shubinikov-de Haas振荡没有呈现出拍频的特征。通过测量样品的反弱局域效应提取了其零场自旋分裂能并通过对自... 详细信息

研究了非对称In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱中二维电子气的磁输运性质,所测量的样品的径向磁阻R_(xx)的Shubinikov-de Haas振荡没有呈现出拍频的特征。通过测量样品的反弱局域效应提取了其零场自旋分裂能并通过对自旋分裂的R_(xx)双峰间距随倾斜角度θ的依赖关系的拟合提取了高场下的有效g因子。样品的Dingle plot图呈现非线性的特征。

关键词：二维电子气 InGaAs/InAlAs量子阱零场自旋分裂能 g因子

Hg_(1-x)Cd_xTe晶体生长及太赫兹性能研究

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红外与毫米波学报 2011年第5期30卷 401-405,462页

作者：王仍林杏潮张莉萍张可锋焦翠灵陆液邵秀华李向阳葛进胡淑红戴宁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 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

利用移动加热区方法(THM)生长了不同Cd组分的Hg1-xCdxTe晶体,通过傅立叶光谱仪和太赫兹时域光谱系统,研究了不同Cd组分Hg1-xCdxTe晶体在红外波段和太赫兹波段的透射光谱.当Cd组分小于0.279时,Hg1-xCdxTe材料在0.2～1.5 THz波段透过率接... 详细信息

利用移动加热区方法(THM)生长了不同Cd组分的Hg1-xCdxTe晶体,通过傅立叶光谱仪和太赫兹时域光谱系统,研究了不同Cd组分Hg1-xCdxTe晶体在红外波段和太赫兹波段的透射光谱.当Cd组分小于0.279时,Hg1-xCdxTe材料在0.2～1.5 THz波段透过率接近0.在0.9 THz附近观察到Hg1-xCdxTe晶体的TA声子振动模式.利用德鲁德(Drude)模型对实验值进行拟合,得出组分x=0.388和0.326的Hg1-xCdxTe晶体的载流子浓度,与测得的实验值较为吻合.

关键词：太赫兹时域光谱 Hg1-xCdxTe晶体载流子

超大面阵红外焦平面探测器杜瓦热机结构研究(内封面文章)

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红外与激光工程 2024年第6期53卷 18-26页

作者：张阳莫德锋李俊石新民范崔李雪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中国科学院上海技术物理研究所红外探测全国重点实验室中国科学院大学

针对拼接式超大面阵红外焦平面探测器杜瓦封装性能要求，采用基于精密垫片的三点可调式模块结构，设计了多点耦合高导热柔性冷链结构和低应力高均温的SiC冷平台结构，并开展了探测器模块精密拼接、超大规模面阵焦面温度均匀性、大杜瓦... 详细信息

针对拼接式超大面阵红外焦平面探测器杜瓦封装性能要求，采用基于精密垫片的三点可调式模块结构，设计了多点耦合高导热柔性冷链结构和低应力高均温的SiC冷平台结构，并开展了探测器模块精密拼接、超大规模面阵焦面温度均匀性、大杜瓦组件低冷损、超大冷平台组件力学可靠性等关键技术研究。利用2 k×2 k红外探测器模块以3×3的阵列拼接，组件总规模达到6 k×6 k，利用液氮制冷采集了9个模块的温度，温度均匀性为±0.45 K，模块拼接后焦平面阵列平面度优于±10μm，在外壳为室温时获得超大杜瓦组件的漏热为7.53 W。对大组件开展的力学试验表明，XYZ三方向最低基频为557 Hz，经9 grms随机振动后，组件功能正常，未发生明显变化，满足工程化应用需求。

关键词：超大面阵红外探测器杜瓦封装热机械结构

谱导数法在光谱研究GaInAs/InP和GaInP/AlGaInP多量子阱中的应用

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物理学报 2003年第10期52卷 2534-2540页

作者：邵军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

在简要讨论谱导数法物理机理的基础上 ,给出了其在光吸收谱和光反射谱方法研究张应变GaInAs InP和GaInP AlGaInP多量子阱中的成功应用实例 .比较了不同阶谱导数对测定激子跃迁能量的影响 ,论及了其与双调制谱方法、曲线拟合方法的区别 ... 详细信息

在简要讨论谱导数法物理机理的基础上 ,给出了其在光吸收谱和光反射谱方法研究张应变GaInAs InP和GaInP AlGaInP多量子阱中的成功应用实例 .比较了不同阶谱导数对测定激子跃迁能量的影响 ,论及了其与双调制谱方法、曲线拟合方法的区别 .指出了谱导数法在光谱研究GaInAs InP和GaInP AlGaInP多量子阱中的重要性和易行性 .

关键词：谱导数法物理机理光谱研究半导体光吸收谱光反射谱多量子阱激子跃迁 GaInAs/InP GaInP/AlGaInP

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利用迁移率谱技术研究p型碲镉汞材料

红外与毫米波学报 2011年第4期30卷 301-304页

作者：张可锋林铁王妮丽王仍焦翠灵林杏潮张莉萍李向阳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 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

窄禁带碲镉汞(HgCdTe)是电子和空穴混合导电的多载流子体系材料,特别是对于p材料,由于电子和空穴的迁移率相差大约两个数量级(b=μe/μh≈102),更容易受到少数载流子电子的干扰,因此单一磁场的霍尔测试无法准确有效地给出p型材料的电学... 详细信息

窄禁带碲镉汞(HgCdTe)是电子和空穴混合导电的多载流子体系材料,特别是对于p材料,由于电子和空穴的迁移率相差大约两个数量级(b=μe/μh≈102),更容易受到少数载流子电子的干扰,因此单一磁场的霍尔测试无法准确有效地给出p型材料的电学参数.通过变温变磁场的霍尔测试对p型HgCdTe材料的磁输运特性进行了测试,结合迁移率谱技术确定了材料中各种载流子的迁移率,并给出了它们对电导的相对贡献,以及自然氧化对样品中各种载流子的影响.

关键词：碲镉汞磁输运迁移率谱自然氧化

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HgCdTe多载流子体系的迁移率谱分析

红外与毫米波学报 1998年第5期17卷 327-332页

作者：桂永胜郑国珍郭少令褚君浩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

通过迁移率谱分析法对ＬＰＥ和ＭＢＥ生长的ｎ－ＨｇＣｄＴｅ样品进行了研究，获得了样品中体电子、体空穴以及界面电子的迁移率和浓度．

关键词：迁移率谱多载流子体系汞镉碲红外探测

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短波红外InGaAs焦平面研究进展

红外与毫米波学报 2022年第1期41卷 129-138页

作者：李雪龚海梅邵秀梅李淘黄松垒马英杰杨波朱宪亮顾溢方家熊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 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

围绕新一代遥感探测仪器应用需求,中国科学院上海技术物理研究所在短波红外InGaAs焦平面探测器领域取得了一系列进展。通过低缺陷外延材料、焦平面芯片制备工艺和低噪声读出电路技术研究,研制实现了最大规模达2560×2048元的10μm中心距... 详细信息

围绕新一代遥感探测仪器应用需求,中国科学院上海技术物理研究所在短波红外InGaAs焦平面探测器领域取得了一系列进展。通过低缺陷外延材料、焦平面芯片制备工艺和低噪声读出电路技术研究,研制实现了最大规模达2560×2048元的10μm中心距1~1.7μm InGaAs焦平面探测器,峰值探测率优于1.0×10^(13)cmHz^(1/2)/W,有效像素率达到99.7%;研制实现了1280×1024元15μm中心距的1~2.5μm延伸波长探测器,峰值探测率优于5.0×10^(11)cmHz^(1/2)/W;发展了新体制新结构器件,研制了单片集成4向偏振功能的160×128元偏振焦平面探测器,消光比优于37:1;研制了64×64元盖革雪崩焦平面探测器,时间分辨率达到0.8 ns。

关键词：铟镓砷焦平面短波红外暗电流偏振探测雪崩倍增