GaN基发光二极管芯片光提取效率的研究

基于蒙特卡罗方法模拟分析了限制GaN基发光二极管(LEDs)芯片光提取效率的主要因素。结果表明,GaN与蓝宝石之间的较大折射率差别严重限制了芯片光提取效率的提高,通过蓝宝石背面出光比通过p型GaN层的正面出光的芯片光提取效率至少高20％;同时,低GaN光吸收系数、高电极反射率以及环氧树脂封装可以有效的增加芯片光提取效率,并且LEDs芯片尺寸在400μm以下时光提取效率较高。     

优化GaN基发光二极管的电极

针对以蓝宝石为衬底的GaN基发光二极管出现的电流扩展不均的问题,采用有限元方法建立了GaN基发光二极管的三维网络模型,并对四种常见结构的器件进行数值模拟,发现影响二极管电流的因素不仅与发光二极管电极的位置有关,而且依赖于器件的结构参数.以电流扩展不均为指标确定出这四种器件中最佳的电极位置分布,同时对最佳电极位置分布的器件进行了结构参数优化,结果表明当p型金属层方块电阻与n型GaN的方块电阻接近时,电流扩展均匀性最好,且p-GaN的接触电阻和厚度越小,电流扩展越不均匀.     

GaN基功率型LED可靠性分析

以GaN基蓝光芯片为基础制备了功率型蓝光和白光LED,在室温25℃、湿度35%、驱动电流350mA、连续老化1080h下,功率型蓝光和白光LED光衰随时间呈指数变化,分别平均衰减1.35%和2.56%;对LED的失效机理分析表明,GaN基外延材料质量、芯片的结构设计、p型电极的欧姆接触稳定性等均对LED可靠性有重要的影响.     

GaN基功率型LED可靠性分析

以GaN基蓝光芯片为基础制备了功率型蓝光和白光LED,在室温25℃、湿度35%、驱动电流350mA、连续老化1080h下,功率型蓝光和白光LED光衰随时间呈指数变化,分别平均衰减1.35%和2.56%;对LED的失效机理分析表明,GaN基外延材料质量、芯片的结构设计、p型电极的欧姆接触稳定性等均对LED可靠性有重要的影响.     

LED电极结构优化设计与仿真计算

LED电极结构极大地影响着LED芯片的电流扩展能力,优化电极结构,能够缓解电流拥挤现象.讨论了正装LED结构和倒装LED结构的电流分布模型,并通过SimuLED软件研究了电极结构对LED电流扩展能力的影响.仿真结果表明:采用插指型电板结构极大提高了正装LED的电流扩展能力,电极下方插入电流阻挡层(CBL)后改变了芯片的电流分布状况,有利于光效的提升;而倒装LED的通孔式双层金属电极结构利用两层金属的互联作用,使n电极能够在整个芯片范围内均匀分布,进一步提高了电流扩展性能.     

基于内聚力模型的InSb面阵探测器失效分析

基于内聚力模型,运用ANSYS仿真软件研究了InSb芯片在N电极附近的脱落和碎裂问题。模拟结果显示：在N电极区域,InSb芯片沿隔离沟槽存在明显的脱落趋势;为了解InSb芯片碎裂失效分布状况,在InSb芯片中做切分处理,并在切分面上选取等间距内聚节点,得到了节点沿X轴方向的相对分离量,及相对分离量最大节点沿不同坐标轴的变化趋势。模拟结果中InSb芯片脱落失效区域和分离量较大的内聚节点所在位置与典型InSb焦平面探测器光学碎裂分布相吻合,这为后续研究InSb芯片中裂纹起源及扩展提供参考。     

基于共面斜叉指状电极的微流控芯片内液滴检测技术

为了监测微流控芯片内的反应过程及反应程度,对液滴在反应中的状态及内容物含量变化进行实时检测变得至关重要。利用T型微流路通道生成微液滴,通过对氧化铟锡(ITO)玻璃进行腐蚀获得共面斜叉指状电极,在电极表面旋涂钝化层避免电极污染。微流路通道中的液滴进入共面电极感应区域可有效引起其电容量变化,进而可以检测芯片内液滴的数量、平均长度、流速和内容物含量等。实验结果表明,设计的共面斜叉指状电极检测灵敏度优于传统的单对并列电极的24%以上。借助光学检测方法得到液滴长度检测的误差在6%以内。利用本检测装置对不同质量分数的甲醇、乙醇和异丙醇液滴进行了检测。实验结果的变化规律与电容检测理论相一致,验证了本液滴检测装置的有效性和可靠性。     

ZnO微纳结构对GaN基LED光提取效率的影响研究

基于时域有限差分法(FDTD)在GaN基LED表面分别生长了 ZnO柱状与锥状微纳结构,并利用Rsoft模拟仿真软件分析了两种结构的几何参量(排列周期p、高度H、底面直径D等)对GaN基LED光提取效率的影响.结果表明两种结构均可提高器件的光提取效率,柱状结构在H=0.25 μm,p=1.5 μm,D=0.9μm时表现最优,其光提取效率是未加任何结构平板LED的5.6倍;而锥状结构在H=0.6μm,p=1.4 μm,D=1.4 μm时表现最优,其光提取效率是未加任何结构平板LED的5.3倍.研究结果对高性能GaN基LED的设计与制备具有一定指导意义.     

基于高反射率DBR薄膜的倒装LED电极结构优化设计

为提升LED芯片的光提取效率和电流扩展能力,设计了双金属层环形叉指结构ITO/DBR电极的大功率倒装LED芯片,并对分布式布拉格反射镜(DBR)薄膜和环形叉指电极结构进行了仿真优化计算。利用TFcalc软件仿真计算了DBR堆栈方式、堆栈周期和参考波长对DBR反射率的影响。仿真结果表明,优化设计的双堆栈DBR薄膜在234nm宽波长范围内反射率均高于95%,对应蓝黄光区域(440~610nm)平均反射率高达98.95%,参考波长红移可以缓解DBR反射偏振效应。利用SimuLED软件仿真计算了电极结构对芯片电流扩展能力的影响。仿真结果表明,350mA电流输入情况下,单金属层电极电流密度均方差为44.36A/cm²,而双金属层环形叉指数目为3×3时,电流密度均方差降至14.37A/cm²。双金属层环形叉指电极降低了p、n电极间距,减小了电流流动路径,芯片电流扩展性能明显提升。     

非对称电极数字光开关

提出了一种新型的数字光开关电极结构.用两组不对称的电极作用于Z切割LiNbO3Y分叉波导上,其中一组电极从Y分叉波导的顶端就开始对波导进行作用,由于开关电极加强了对Y分叉强耦合区的作用,因此开关的串扰有了很大的降低.用光束传输法(BPM)软件模拟了该结构的性能,与对称电极结构相比,开关电压在6V左右时串扰降低了约6dB,开关电压在6～9V之间时开关串扰<-20dB.     

增益调制非扫描激光雷达距离像的仿真及实验验证

仿真研究有助于增益调制非扫描激光雷达系统设计的优化,并对其构成和成像原理进行分析。建立了增益调制非扫描激光雷达的理论模型,提出一个用于雷达成像的标准目标,根据所建立的理论模型和成像过程,编制了仿真软件,对增益调制非扫描激光雷达系统进行仿真模拟,并与实验结果进行对比。仿真实验结果与实验结果的一致性表明,仿真模型比较贴近实际,有助于增益调制非扫描激光雷达系统的方案设计和参数优化。     

宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究

太赫兹光电导天线广泛应用于宽带脉冲太赫兹波的检测,是太赫兹光谱和成像系统中的重要器件。偶极子光电导天线由于其结构简单、制作容易成为使用最广泛的一类太赫兹光电导接收天线。衡量太赫兹光电导探测天线的一个重要指标是其响应带宽。针对偶极子天线的探测带宽,分别对天线臂长为10、50、150 m的偶极子天线及一种作为对比的178 m的蝶形天线（Bowtie antenna）进行了实验及理论研究。结果显示其探测带宽随天线臂长增加而减小,与微波天线理论一致。进一步的,采用商用电磁场数值仿真软件进行建模仿真,仿真结果与理论及实验结果具有很好的一致性,证实数值仿真已在很大程度上模拟出实际天线的特性,从而为优化结构参数制作大宽带和高灵敏度的太赫兹天线提供支持。同时,对超半球硅衬底透镜对天线接收频谱的影响也进行了探讨。     

Hadamard变换离子迁移谱的理论模拟初步研究

通过改变采样点数，理论优化了Hadamard变换离子迁移谱（Hadamard transform ion mobility spectrometry, HT-IMS）谱图的采样速率；通过增加模拟的白噪声，分析了该方法提高谱图信噪比的效果和对分辨率的影响。初步结果表明，在单次离子门门宽0.4ms内，采集8个及以上数据点可以完整地反演IMS谱图；Hadamard变换方法得到的谱图的信噪比是传统IMS谱图信噪比的15.8倍，是相同时间内多次传统IMS谱图平均后信噪比的4.6倍；变换过程对IMS谱图分辨率无明显影响。Hadamard变换IMS的模拟不仅对采样速率等参数的选择和优化提供理论依据，而且为下一步实验控制和反演奠定软件基础。     

GPS L1信号C/A码的高效并行软件相关器研究

在GPS软件接收机的捕获和跟踪算法中,相关器的运算是很大的计算负担,为了能够快速的计算,提出了一套用于GPS软件接收机的,处理CDMA扩频信号的软件相关器高效并行算法,主要针对耗时较多相关器进行算法优化,并给出了实际运行结果和性能分析,表明了本文提出的优化算法与直接浮点计算的方法相比,将软件相关器的处理速度提高了约4倍。而且,运用高效并行软件相关器的跟踪算法能够正确跟踪,并解调信号。介绍的相关器的设计方法适用于所有卫星导航系统的软件接收机。     

基于Multisim10的集成运算放大器应用电路仿真分析

由于传统的实验教学中存在实验场地匮乏、实验设备易老化、实验元器件不足等问题,结合实例探讨了在实验教学中引入仿真软件的必要性。采用仿真软件Multisim10对集成运算放大器的应用电路进行仿真分析,并给出了相应的仿真波形和仿真结果。从实例中可以看出,Multisim10仿真软件具有操作界面简单灵活、效率高、功能强等特点,...     

卫星地面应用系统任务仿真研究

简要分析了卫星地面应用系统的主要业务特点和仿真研究目的。主要介绍了卫星地面应用系统的任务仿真系统的设计与实现。论述了卫星地面应用系统仿真系统设计的工作流程,采用仿真处理软件作为核心控制平台,驳接专业功能软件和数据库软件来搭建仿真环境。同时,对于系统仿真中的关键技术进行了分析和探讨,以期达到地面应用系统优化设计的仿真目标。     

遗传算法优化设计在切削加工中的应用

优化设计是现代设计方法的重要组成部分,遗传算法是优化设计方法之一.根据薄壁铝合金件的加工变形量的经验公式,通过有限元分析软件Ansys 10.0对其变形量进行仿真,得出零件在不同加工参数下的变形量;再由优化设计中的遗传算法,用MATLAB7.0工具箱中的程序编程,得出在最小变形量时所需的加工参数和夹紧力,其对产品的生产加工有着现实的指导意义.     

一种基于FPGA的自然场景的实时SAR回波模拟器

为了降低测试雷达系统的成本,设计出一种实时雷达回波模拟器对测试雷达系统的各项参数有很大的帮助。文中采用等效散射体回波模拟算法设计了一种基于FPGA的SAR回波模拟器。通过优化回波模拟算法,实时实现了SAR的回波模拟。实验结果表明,该设计模拟器可以在10.7 s内模拟出一帧1 024×1 024的自然场景的回波数据。最后对回波数据成像质量评估,证明了该回波模拟器的正确性。     

基于SPW的PSK数字通信系统仿真与分析

在现代通信系统设计中,计算机仿真设计可以快速构建系统模型,降低开发成本和周期,实现性能评估、系统优化的目的.讨论了数字信号处理和通信系统仿真设计软件SPW的功能、应用,依据PSK通信系统原理,设计出了基于SPW的BPSK系统模型.调试、仿真获得了系统关键信号的时域波形、眼图及功率谱,结果表明仿真设计满足系统性能要求.     

电连接器接触件优化设计研究

电连接器的接触件（插针、插孔）是航天电子元器件的关键零件,是电子设备信号传输的直接载体,起着把信号从电连接器的输入端传送到输出端的作用,其接触性能的可靠与否,直接影响着信号的传输。以提高航天电子元器件电连接器的接触可靠性为研究目标,通过基于MSC系列软件,用该软件自带的PCL语言开发的仿真系统,对接触件的性能参数进行计算机仿真分析,并通过实例验证,最终达到优化接触件设计的目的。