基于统计型积分方程的高斯粗糙面散射计算

基于统计型积分方程方法(Stochastic Integral Equation Method, SIEM)实现了高斯粗糙面的高效散射计算.与传统求解随机粗糙面散射特性的蒙特卡洛法(Monte Carlo Method, MC)相比, 该方法采用统计面元格林函数, 考虑粗糙面高斯随机分布的场源耦合影响, 只需要计算一次矩阵元素和待求未知量, 提高了求解粗糙面问题的计算效率.数值结果显示, 文中方法与MC吻合, 计算效率得到显著提高.     

CCLID特性测量中单板机的应用

本文论述了单板机在CCLID主要特性测量装置中的应用。此系统在使用小光点光源通过微动机构向CCLID的光敏元列阵中单个光敏元注入信号电荷所进行的特性测量装置中,将器件工作电压,输出电荷包大小(输出电压脉冲幅值),被照光敏元位数等数据经接口电路送入单板机。所有数据经单板机处理后,由微型打印机打印出测量中该器件的工作点;所测量的五种光强下各五个光敏元的输出脉冲电压幅值;所计算的CCLID的特性数据,其中包括:饱和曝光量,等效噪声曝光量,动态范围,最大输出电压,响应率,转移效率以及响应率随曝光量的变化,列阵中不同区段转移效率的变化趋势等等。     

非对称结构阵列波导光栅解复用器的传输效率

基于光波导模场分布的高斯函数近似表达式,给出非对称结构阵列波导光栅解复用器信号通道对其中心波长光谱响应度的函数表达式,分析了光谱响应度与器件基本参数的关系.基于实际通道信号光谱分布的高斯函数近似表达,给出非对称结构阵列波导光栅解复用器信号通道对实际输入信号的传输效率,分析了输入信号光谱宽度对器件通道实际传输效率的影响.     

吸收型光学双稳性(AOB)与平衡势力学的类比

本文证明了忽略量子涨落时AOB的F-P方程满足细致平衡条件。然后将此方程的定态解中所包含的势函数比作平衡热力学的“Gibbs自由能G”,G是入射场y(≡P),透射场x(≡-V),以及合作参量C(≡-T)的函数,由此出发引入“自由能F”,“内能U”,“熵S”及“焓H”,它们的具体表达     

超宽带信道建模中基于压缩感知的解卷积算法

针对频域测量方式下的超宽带(UWB)信道测量数据后处理,该文提出了用具有高斯滚降特性过渡带的类高斯窗,提取符合中国UWB频谱规范的信道测量数据,并将类高斯窗对应的时域脉冲作为先验信息,使用基于压缩感知(CS)的算法对时域信道测量信号解卷积,使得解卷积后的信道冲激响应具有高分辨率特性。利用频域加窗补零,以及改变解卷积算法中参数化波形字典原子的步长,可以得到不同分辨率的解卷积结果。采用匹配追踪(Matching Pursuit,MP)算法作为CS的重构算法。针对一间办公室的视距(LOS)与非视距(NLOS)信道测量数据处理结果表明,基于压缩感知的解卷积算法可以用较少的观测值获得和CLEAN算法相近的解卷积性能。     

黑体辐射逆问题的新解法

黑体辐射逆问题指的是从所测得的黑体辐射能谱确定黑体的面温度分布。本文利用函数变换,把相应的积分方程化为卷积形式,从而可用Fourier变换给出解的明确表达式。由此不但可用快速Fourier变换(FFT)进行数值计算,而且免除了前人工作中所未解决的存在唯一性和收敛性问题。此种方法可用来解决许多物理上感兴趣的第一类Fredholm积分方程。     

LED的光强分布:对耦合效率和速度的影响

业已表明,InGaAsP/InP 1.3μm正面发光LED可以作为距离超过23km,数据速率为274Mb/S的光纤传输系统的光源。虽然这种LED可以辐射几个毫瓦光功率,但与典型光纤的耦合效率不高,小于10%。耦合效率η的测量值通常低于计算值。一般计算η要根据理想的朗伯光源条件,这种光源具有横向不变的光强度。但是一般的典型点光源的光强分布仅仅在小光点内光强是均匀的,而外围呈明显的高斯分布衰减(Gaussion tails)。计算表明,这种分布是造成η测量值低的原因。例如对一个按高斯分布、半最大强度为25μm宽的点光源,算得η约为30%,比25μm     

高效快速的硅雪崩光电二极管

本文报导了高效,快速的保护环硅雪崩光电二极管(GAPD)和拉通型雪崩光电二极管(RAPD)。为使 GAPD 消除光电流中的扩散慢分量,在理论上分析和计算了零场区对它的影响。通过单晶片背面蚀洞减薄,并在背面作硼扩散构成内建场,以便在不增加工作电压的情况下,实现快速响应和高量子效率。并介绍了在中阻硅单晶片上,用离子注入制作高场区,用上述减薄方法制造了 RAPD。两种实验器件所获得的性能如下:GAPD—击穿电压为105～120V;对锁模 Nd:YAG 激光脉冲,输出脉冲半宽度τ=500ps,前沿为450ps,后沿为750ps,在λ=0.9μm 下,量子效率η≥30%。而 RAPD—击穿电压为120～180V,对锁模 Nd:YAG 激光脉冲,输出脉冲半宽度τ=450ps,前沿和后沿均为450ps,在λ=0.9μm 下,量子效率η≥60%。     

GZ4290Z型756×581位面阵CCD摄像器件

1 工作原理该面阵 CCD 摄象器件为内线转移器件,是由756(H)×581(V)个光敏元组成的光敏元列阵,垂直 CCD 移位寄存器、水平移位寄存器和输出检测四个部分组成。器件采用隔行扫描工作模式,两个光敏元对应一个 V-     

扩散杂质分布对V—MOS,D—MOS器件的直流特性的影响

为了研究杂质分布对器件性能的影响模仿双扩散MCS（D—MOS）和V—沟道MOS（V—MOS）晶体管的结构,改变的工艺系数选用沟道长度了沟道掺杂值的范围。用两探测扩展电阻的方法来量测杂质的分布。以VMOS和DMOS器件的电学特性的比较来推示横向DMOS杂质分布的特性。发现一般的方法不能模拟器件的输出电导。实际上沟道长度的计算是在沟道漏结周围,方程的一维解。当测量杂质分布数据时,引进新的沟道长度计算方法,在沟道长度为0.6～um时,器件的输出电导能确的模拟。     

面内微位移测量的散斑相位涡旋相关方法研究

提出了用散斑相位涡旋相关方法测量面内微位移。 首先利用拉盖尔-高斯变换, 将光强灰度图的实值信号I(x,y)变为复光强信号(x,y),获得涡 旋分布矩阵;然后,以涡旋 核结构参数的偏心率e作为特征因子进行相关运算;最终实现面内微位移的测量。在相同计 算机配置下,对毛玻璃的面内位移进行了测量,结果显示,散斑相位涡旋相关法的平均计算 时间为35.4ms,传统数字散斑相关法(DSCM)的平均计 算时间为376.7ms,而两者的相对误差均小于5%,这与数值模拟结果 相符。实验结果与数值 模拟结果表明,散斑相位涡旋相关方法可准确测量面内微位移,与传统DSCM相比,在保持相 同测量精度的前提下,计算效率至少提高了1个数量级。     

高斯—谢尔模型光束通过有限尺寸透镜聚焦的近似描述

基于将矩形函数近似展开为有限数目复高斯函数叠加,推导出高斯-谢尔模型(GSM)光束通过有限尺寸透镜的聚焦场光强分布的近似计算解析公式,给出了数值计算值,并与数值积分计算结果进行了比较.结果表明,在复高斯函数的数目N只取十项的情况下,除了很靠近透镜出射面处以外,本文方法得到的聚焦光强分布与直接进行数值积分计算的结果符合较好,特别是在实际工作中较为关心的焦面附近,二者符合很好.本文方法与数值积分计算所得结果的差别将随着GSM光束的相干性变差和截断参数的增大而有所减小.与常规的数值积分方法相比较,本文方法的优点在于大幅度地节约了机时,有效地提高了计算效率.要进一步提高靠近透镜出射面处的计算精度,可通过适当增加N来实现.(OG21)     

GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器外延材料PL谱研究

结合薛定谔方程和泊松方程,模拟计算得到GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器外延材料能带图,并对该材料进行光致荧光谱(PL)测量.结合理论计算,由材料吸收峰位置得到势垒高度以及势阱基态位置,采用传输矩阵法得到价带与导带基态能量,并由此推算出相应的红外探测响应波长.以傅里叶变换红外光谱仪对GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器器件进行光谱测量,测量结果表明,所采用的计算方法得出的理论结果与器件的光电流谱吻合较好,利用光荧光谱对外延材料进行测量,可以在器件工艺前,快速确定器件的探测波长,从而更加有效地开展器件的研究.     

980 nm高功率VCSEL的光束质量

利用CCD成像技术,设计出一种简单的测量垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光束质量因子M2的方法。在注入电流分别为900mA,1500mA,3000mA和6000mA时,对出光孔径300μm,激射波长为980nm的垂直腔底面发射激光器的束腰等光束参数进行了测量,并应用激光光束传播的高斯方程拟合求得了M2因子的值分别为66,58,44和53。另外,当注入电流为900mA和3000mA时,对器件的远场分布进行了分析并测得了器件的远场发散角,测量值与理论计算值吻合较好。     

一种基于非平衡态格林函数的准三维FinFET模型

提出了一种针对FinFET器件的准三维量子力学模型.采用非平衡态格林函数方法计算器件中的弹道输运电流,同时在器件垂直于沟道方向的横截面上求解二维的薛定谔方程来得到载流子的态密度分布,最终实现与三维泊松方程的自恰求解.模拟结果显示纳米尺度的FinFET器件具有良好的开关特性和亚阈值特性.这个模型还能适用于量子线等其他三维结构的纳米器件.     

一种基于非平衡态格林函数的准三维FinFET模型

提出了一种针对FinFET器件的准三维量子力学模型．采用非平衡态格林函数方法计算器件中的弹道输运电流,同时在器件垂直于沟道方向的横截面上求解二维的薛定谔方程来得到载流子的态密度分布,最终实现与三维泊松方程的自恰求解．模拟结果显示纳米尺度的FinFET器件具有良好的开关特性和亚阈值特性．这个模型还能适用于量子线等其他三维结构的纳米器件．     

截断高斯-谢尔模型光束聚焦特性的快速分析

以圆形函数可近似展开为有限数目的复高斯函数叠加为基础,推导出部分相干高斯谢尔模型(GSM)光束通过圆形光阑透镜的轴上聚焦光强分布的解析计算公式,并与衍射积分方法所得的结果进行比较分析。结果表明,复高斯函数叠加的方法能极大地提高计算效率。     

采用小窗口Marr算子提取图像边缘

Marr算子是数字图像边缘提取算子中较好的一种。通常Marr算子采用较大的窗口进行计算。窗口的系数一般是对▽~2G(x,y,σ)函数直接取样。但当窗口尺寸较小时会出现较大的误差,由此导致边缘提取的效果变坏。我们提出一种计算模板系数的新方法。从理论上说,这种方法相当于对源图像进行样条插值,然后与▽~2G(x,y,σ)进行卷积,最后对卷积结果取样。对多幅图像的计算结果表明,这种方法取得了良好的效果。由于模板尺寸小,易于硬件实现。这种方法具有较大的应用价值。     

室温短波碲镉汞结区的LBIC方法研究

室温短波碲镉汞焦平面技术在军事与航天工业上的应用越来越广泛,列阵中探测器的尺寸正不断减小,这使得常规工艺形成的光伏探测器,其有效光敏面面积扩大的问题越来越突出．我们利用激光诱导电流(LBIC)检测系统测试了室温短波碲镉汞n—on—p芯片的光响应分布,证实了有效光敏面扩大的存在．从实验结果看,结区的侧向扩散收集效应是造成目前常规工艺形成的光伏器件光敏面面积扩大的主要因素．     

长波长光纤通讯用的In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP PIN光电二极管

本文通过对正面光照型(由p~+-InGaAs层注入光子)和背面光照型(由n~+-InP层注入光子)两种结构的比较,讨论了高性能正面光照型InGaAs PIN光电二极管的设计原则和理论模型.重点分析了器件反向I-V特性、量子效率、脉冲响应时间等问题.所研制的器件性能如下:在工作偏置V_(op)=-5V时,暗电流密度J_D=2.5×10~(-6)A/cm~2;结电容C_j=0.7pF;量子效率η=85%(λ=1.3μm);脉冲响应时间△τ=100ps