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SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性

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发光学报 2024年第1期45卷 149-156页

作者：王帅坤仲莉林楠刘素平马骁宇中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

搭建了基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的全保偏皮秒脉冲光纤激光器,对比分析了以多量子阱和体材料作为可饱和吸收层的SESAM对锁模激光器输出特性的影响。实验结果表明,多量子阱和体材料SESAM均可实现稳定的自启动锁模。随着量子阱... 详细信息

搭建了基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的全保偏皮秒脉冲光纤激光器,对比分析了以多量子阱和体材料作为可饱和吸收层的SESAM对锁模激光器输出特性的影响。实验结果表明,多量子阱和体材料SESAM均可实现稳定的自启动锁模。随着量子阱周期数的增加,SESAM调制深度增大,激光器输出脉冲宽度变窄,具有更高的输出功率和更大的锁模区间。但量子阱周期数过高的SESAM具有较大非饱和损耗,使得相同泵浦功率下输出功率降低。在相同调制深度下,体材料SESAM的非饱和损耗偏大,降低了输出功率和光光转化效率,但对脉冲的窄化作用更显著。SESAM对输出脉冲的波长和光谱宽度无显著影响,主要受光纤布拉格光栅(FBG)控制。本文对SESAM的设计与选型具有一定指导意义。

关键词：光纤激光器半导体可饱和吸收镜超短脉冲输出特性

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低远场发散角976 nm基横模脊形半导体激光器

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光学学报 2024年第8期44卷 132-138页

作者：王振诺仲莉张德帅刘素平潘智鹏常津源何天将马骁宇中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

采用非对称大光腔外延结构设计制备出976 nm InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱脊形半导体激光器,通过对外延结构的设计优化,以实现器件低远场发散角、低功耗的基横模稳定输出。所制备基横模脊形半导体激光器的脊宽为5μm、腔长为1500μm,在2... 详细信息

采用非对称大光腔外延结构设计制备出976 nm InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱脊形半导体激光器,通过对外延结构的设计优化,以实现器件低远场发散角、低功耗的基横模稳定输出。所制备基横模脊形半导体激光器的脊宽为5μm、腔长为1500μm,在25℃测试温度下,可获得422 mW最大连续输出功率,峰值波长为973.3 nm,光谱线宽(FWHM)为1.4 nm。当注入电流为500 mA时,垂直和水平远场发散角(FWHM)分别为24.15°和3.90°。在15~35℃测试温度范围内对脊形半导体激光器的水平远场发散角进行测试分析,发现随着测试温度的升高,器件远场分布变化较小,水平远场发散角基本维持在3.9°左右。

关键词：激光器 976 nm半导体激光器基横模脊形波导低远场发散角非对称大光腔结构

侧栅晶体管太赫兹探测器的物理模型、结构制备与直流测试

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红外与毫米波学报 2024年第4期43卷 526-532页

作者：康亚茹董慧刘晶黄镇李兆峰颜伟王晓东中国科学院大学集成电路学院北京100049 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院半导体研究所半导体集成技术工程研究中心北京100083 中国科学技术大学微电子学院安徽合肥230026 湖北九峰山实验室研究中心湖北武汉430074

针对侧栅结构高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistors,HEMTs)太赫兹探测器,构建了器件的直流输运和太赫兹探测的物理模型。运用自对准工艺,成功制备了形态良好、接触可靠的侧栅结构,有效地解决了器件双侧栅与台面间的... 详细信息

针对侧栅结构高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistors,HEMTs)太赫兹探测器,构建了器件的直流输运和太赫兹探测的物理模型。运用自对准工艺,成功制备了形态良好、接触可靠的侧栅结构,有效地解决了器件双侧栅与台面间的接触问题,最终获得了不同栅宽(200 nm、800 nm和1400 nm)的侧栅GaN/AlGaN HEMT太赫兹探测器。通过直流测试表征发现,不同器件的栅宽与其阈值电压之间呈现出明显的线性关系,验证了侧栅结构HEMT太赫兹探测器的直流输运模型。上述结果为完整的侧栅HEMT太赫兹探测器的理论模型提供了实验验证和指导,为侧栅HEMT太赫兹探测器的发展提供了重要支持。

关键词：氮化镓太赫兹探测器侧栅高电子迁移率晶体管

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半导体可饱和吸收镜锁模激光器研究进展

激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 89-101页

作者：黄婷林楠张秋月何天将熊聪仲莉刘素平马骁宇中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为超快激光技术中最常用的被动锁模器件,由于可自启动、插入损耗小、集成度高和设计灵活等优点,具有广泛的应用范围和极佳的商业前景。本文主要介绍SESAM的锁模原理和发展现状,对目前SESAM的外延结构、生长... 详细信息

半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为超快激光技术中最常用的被动锁模器件,由于可自启动、插入损耗小、集成度高和设计灵活等优点,具有广泛的应用范围和极佳的商业前景。本文主要介绍SESAM的锁模原理和发展现状,对目前SESAM的外延结构、生长方式和参数性能进行总结归纳,详尽描述其在固体激光器、半导体激光器和光纤激光器的锁模最新进展,并指出各类锁模激光器的性能特点和未来发展方向。

关键词：半导体可饱和吸收镜被动锁模激光器超快激光

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混沌微腔激光器的研究进展(特邀)

光子学报 2024年第5期53卷 113-124页

作者：李建成雷彬鹃肖金龙杨跃德黄永箴中国科学院半导体研究所光电子材料与器件重点实验室北京100083 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

半导体混沌激光器已被应用在随机数生成、安全通信、混沌探测等领域。实现混沌激光器最常用方法是光反馈,但采用离散器件搭建的混沌激光器系统结构复杂、稳定性差。基于光反馈原理的光子集成混沌激光器、体积小,但工艺复杂,且无法避免... 详细信息

半导体混沌激光器已被应用在随机数生成、安全通信、混沌探测等领域。实现混沌激光器最常用方法是光反馈,但采用离散器件搭建的混沌激光器系统结构复杂、稳定性差。基于光反馈原理的光子集成混沌激光器、体积小,但工艺复杂,且无法避免光反馈引入的弱周期性。基于微腔内模式相互作用产生的自发混沌半导体微腔激光器,无需外部扰动,具有体积小、工艺简单、混沌带宽大、混沌态工作条件宽和无反馈弱周期性等优点,有望在具体应用中进一步发挥作用。针对近年来基于微腔的混沌激光器研究情况,本文进行了分类介绍,包括自发混沌微腔激光器、光反馈混沌微腔激光器和集成互注入激光器,总结了自发混沌微腔激光器的当前应用,对自发混沌微腔激光器的未来发展做了展望。

关键词：微腔混沌半导体激光器非线性物理随机数混沌探测

M-RSF:面向Unikernel的一种多级反馈队列任务调度机制

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通信学报 2024年第5期45卷 54-69页

作者：董博南杨秋松李明树中国科学院大学北京100049 中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心北京100190

Unikernel作为云计算领域的前沿技术,具有启动速度快和资源占用少的特点。但是,在云环境大规模任务调度场景下,目前Unikernel缺少根据其任务特点所定制的调度机制,这阻碍了Unikernel进一步发挥其性能优势。针对此问题,首先总结了Uniker... 详细信息

Unikernel作为云计算领域的前沿技术,具有启动速度快和资源占用少的特点。但是,在云环境大规模任务调度场景下,目前Unikernel缺少根据其任务特点所定制的调度机制,这阻碍了Unikernel进一步发挥其性能优势。针对此问题,首先总结了Unikernel的任务特点。在此基础上,提出了一种新的面向Unikernel的多级反馈队列调度机制M-RSF及其数学模型,在不影响Unikernel结构特点的前提下,能够更有效地对云环境下Unikernel的任务进行调度。同时,基于对任务特性的深入分析,提出了一种新的负载模型,该负载模型不仅可以准确刻画Unikernel的任务特点,还可以为M-RSF中调度策略的参数设置较合理的取值。最后,对M-RSF调度机制在OSvUnikernel上进行了实现和验证,实验结果表明,M-RSF可以有效减少OSvUnikernel在大规模任务调度时的平均等待时间和平均周转时间,相比于未经改动的OSv Unikernel,平均等待时间和平均周转时间减少达15%以上。

关键词：云计算 Unikernel 调度机制负载模型

原子层沉积金属氧化物缓冲层制备高性能大面积钙钛矿太阳电池

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物理学报 2024年第9期73卷 317-325页

作者：瞿子涵赵洋马飞游经碧中国科学院半导体研究所半导体物理实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049

研制具有较大活性面积的钙钛矿太阳电池对领域面向产业化的发展具有重要意义.当前,大面积钙钛矿太阳电池的性能与小面积钙钛矿太阳电池之间仍存在较大差距.本文提出一种在透明导电薄膜衬底上预先原子层沉积TiO_(2)薄层的策略,有效避免... 详细信息

研制具有较大活性面积的钙钛矿太阳电池对领域面向产业化的发展具有重要意义.当前,大面积钙钛矿太阳电池的性能与小面积钙钛矿太阳电池之间仍存在较大差距.本文提出一种在透明导电薄膜衬底上预先原子层沉积TiO_(2)薄层的策略,有效避免了衬底局部突起与钙钛矿吸光层直接接触导致的漏电现象,提升了小面积器件制备工艺的重复一致性.改善的电子输运和光管理过程也提高了小面积器件的效率.更重要的是,本文基于原子层沉积的TiO_(2)开展了0.5 cm^(2)大面积钙钛矿太阳电池的研究,通过优化TiO_(2)层的厚度,研制出光电转换效率高达24.8%的冠军器件(第三方认证效率24.65%),器件的制备工艺也表现出较好的重复性.此外,原子层沉积了TiO_(2)缓冲层的电池器件在氮气氛围下存储1500 h后仍然能够保留初始性能的95%以上.总之,在粗糙衬底上预先原子层沉积TiO_(2)薄层可以有效抑制局部漏电通道的产生,有利于制备高性能的大面积钙钛矿太阳电池.

关键词：原子层沉积金属氧化物大面积钙钛矿太阳电池

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激光距离选通三维成像技术研究进展(特邀)

红外与激光工程 2024年第4期53卷 23-41页

作者：王新伟孙亮张岳宋博夏晨昊周燕中国科学院半导体研究所光电系统实验室北京100083 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

随着人工智能时代的到来,同时获得反映目标辐射特性和纹理特征的高分辨率强度图像以及反映目标和所处场景的三维空间信息的稠密点云数据/三维图像的激光相机雷达技术已成为激光雷达的发展趋势。传统的摄像机与激光雷达复合的技术方案存... 详细信息

随着人工智能时代的到来,同时获得反映目标辐射特性和纹理特征的高分辨率强度图像以及反映目标和所处场景的三维空间信息的稠密点云数据/三维图像的激光相机雷达技术已成为激光雷达的发展趋势。传统的摄像机与激光雷达复合的技术方案存在异源数据融合问题,尤其是在雾雨雪天气条件下以及水下等传输链路中存在严重散射的情况时难以有效工作。激光距离选通三维成像技术利用单一门控成像器件可同时获得高质量二维强度图像和高分辨率三维图像,其二维图像中的像素和三维图像中的体素一一对应,并继承了激光距离选通成像透散射成像的技术优势,具有实现高性能激光相机雷达的技术潜力。论文系统综述了步进延时扫描、增益调制、距离能量相关等激光距离选通三维成像技术的研究进展,介绍了该类技术的国内外典型应用情况,最后分析了该领域所面临的挑战及进一步发展方向和应用前景。

关键词：距离选通成像三维成像激光雷达激光相机雷达距离能量相关

农药施用对兴凯湖水中农药残留的影响及其风险评价

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环境科学 2024年第5期45卷 2678-2685页

作者：王蔚青徐雄刘权震林利华吕婧王东红中国科学院生态环境研究中心工业废水无害化与资源化国家工程研究中心北京100085 中国科学院大学北京100049

主要研究了中国东北兴凯湖周围水稻种植区域农药残留以及对湖水水质的影响.分别于水稻抽穗期和水稻成熟期在兴凯湖地区对稻田、排干和大小兴凯湖地表水进行采集并对27种农药及其降解产物进行分析.结果表明,在水稻抽穗期所分析的27种农... 详细信息

主要研究了中国东北兴凯湖周围水稻种植区域农药残留以及对湖水水质的影响.分别于水稻抽穗期和水稻成熟期在兴凯湖地区对稻田、排干和大小兴凯湖地表水进行采集并对27种农药及其降解产物进行分析.结果表明,在水稻抽穗期所分析的27种农药及其降解产物全部检出,总浓度范围为247.97~6094.49 ng·L^(−1);水稻成熟期检出25种,总浓度范围为485.36~796.23 ng·L^(−1),两时期对比,抽穗期的农药及其降解产物检出数量更多且总浓度更高;在水稻抽穗期阿特拉津、西草净和多效唑为主要检出农药,在水稻成熟期阿特拉津和稻瘟灵为主要检出农药;大小兴凯湖水中农药的分布特征与排干水相似,表明大小兴凯湖水中农药及其降解产物很可能来源于稻田排干的输入;在排干和大小兴凯湖水中,阿特拉津、西草净、扑草净、丁草胺、稻瘟灵和草酮RQ均值大于0.1,对水生生物存在潜在生态风险.

关键词：农药残留分布特征风险评价兴凯湖水稻