色散效应对GaAs太阳电池双层减反射膜的影响

考虑双层减反射膜材料的折射率色散效应,采用光学干涉矩阵法计算了SiO2/ZnSe和SiO2/ZnS两种GaAs太阳电池双层减反射膜的反射率与波长的函数曲线,以及加权平均反射率随着顶层减反射膜SiO2厚度变化的函数曲线,并与未考虑色散效应的情况进行了对比.计算结果表明,色散效应对双层减反射膜的反射率有较大的影响,特别是对300～500nm波长范围的影响更大,且对不同材料的减反射膜的影响也是不同的.与未考虑色散效应的情况相比,考虑色散效应后,SiO2/ZnSe双层减反射膜的最小加权平均反射率从1.14%增加到1.55%,而SiO2/ZnS双层减反射膜的最小加权平均反射率却从1.49%减小到1.46%.     

色散效应对钝化硅太阳电池减反射膜系设计的影响

在考虑折射率色散效应基础上,以加权平均反射率作为评价函数,通过智能优化算法对空间硅太阳电池减反射膜进行优化设计,得到了最佳的膜厚参数,并与不考虑色散下设计的减反射膜进行了比较。对MgF2/TiO2,SiO2/TiO2双层减反射膜,与不考虑色散情形相比,考虑色散下优化后的最小加权平均反射率分别减小了36.6%和37.6%;对具有厚度为15 nm的SiO2钝化层的硅太阳电池的MgF2/TiO2,SiO2/TiO2减反射膜重新优化设计,与不考虑色散情形相比,考虑色散下优化后的最小加权平均反射率分别减小了43.9%和33.7%;对具有不同厚度钝化层的空间硅太阳电池,在考虑色散下进行了减反射膜的优化设计。结果发现,随着钝化层厚度的增加,所得减反射膜的最小加权平均反射率也随之增大,减反射效果越来越弱。最后,在考虑与未考虑色散情形下,将钝化层膜厚也作为反演参量后重新设计。结果表明:在色散情形下所设计的减反射膜更佳,对于MgF2/TiO2/SiO2（钝化层）膜系,最佳膜厚参量为d1（MgF2）=97.6 nm,d2（TiO2）=40.2 nm,d3（SiO2）=4.9 nm;对于SiO2/TiO2/SiO2（钝化层）,最佳膜厚参量为d1（SiO2）=85.1 nm,d2（TiO2）=43.4 nm,d3（SiO2）=1.8 nm。     

空间高效硅太阳电池减反射膜设计与数值分析

结合AM0太阳光谱特性对空间硅太阳电池的减反射膜进行了设计分析,得到了最小反射时的最佳膜厚.分别讨论了单、双、三层减反射膜厚度变化对反射率的影响,并对有钝化层的SiO2(94nm)/TiO2(60nm)双层减反射膜进行了优化设计,优化后硅太阳电池的短路电流和效率分别提高了2.1%和1.4%.     

非晶硅太阳电池减反射膜的设计

基于非晶硅太阳电池的工作原理,对其减反射膜进行研究．根据四分之一波长作用原理得到反射率最小时的厚度优化参数．单层减反射膜选用ITO（m=2．0,d=75nm）,加权平均反射率为5．91％．双层膜选用MgF2／ITO,厚度分别为111nm和75nm,加权平均反射率为3．72％．此外,还作出反射率随波长的变化曲线,并通过计算仿真结果进行比较说明如何选材：对于单层减反射膜,采用折射率小的材料能取得更好的效果,而对于双层减反射膜,采用折射率上低下高形式,能取得更好的效果．     

空间高效硅太阳电池减反射膜设计与数值分析

结合AM0太阳光谱特性对空间硅太阳电池的减反射膜进行了设计分析,得到了最小反射时的最佳膜厚.分别讨论了单、双、三层减反射膜厚度变化对反射率的影响,并对有钝化层的Si O2 (94 nm) / Ti O2 (6 0 nm)双层减反射膜进行了优化设计,优化后硅太阳电池的短路电流和效率分别提高了2 .1%和1.4 % .     

分析半导体激光器端面单层减反射膜的有效性

图解辅以计算研究了镀制减反射膜的半导体激光器镀膜面的有效反射。由于减反膜自身反射率曲线的波长依赖性和谱线宽度的有限性,故一般情况下镀膜面的实际反射率比减反膜自身的最低反射率高。针对这种情况,我们进一步讨论了如何通过选择最低反射率所处的波长来提高减反射膜的有效性。     

ZnSe/SiO2薄膜光学常数的椭偏光谱测量

采用溶胶-凝胶工艺与原位生长技术,制备了ZnSe/SiO2复合薄膜。X-射线衍射(XRD)分析表明,ZnSe/SiO2复合薄膜中ZnSe晶体为闪锌矿(立方ZnS)。利用椭偏光谱仪测量了不同ZnSe含量的ZnSe/SiO2复合薄膜的椭偏参数Δ与波长λ的色散关系,采用Maxwell-Garnett(MG)有效介质理论对薄膜的光学常数、厚度、气孔率、ZnSe的浓度进行了计算。结果表明,单层ZnSe/SiO2薄膜厚度在300 nm以上时,随着溶胶体系Zn2 、SeO42-浓度的增加而增大,气孔率在30%左右,ZnSe含量约为溶胶体系中Zn2 、SeO42-浓度的1/2;通过MG有效介质理论的计算表明,可以通过调整旋涂次数及Zn2 、SeO42-浓度来调整薄膜的厚度和ZnSe/SiO2的摩尔比率,可在工艺上控制ZnSe/SiO2复合薄膜光学参数。     

长波红外减反射膜及锥镜膜厚均匀性研究

红外探测因全天候、作用距离远和抗干扰性好等优点而被广泛应用。本文提出在锥镜上制备8～12μm反射率小于0.5%的长波红外减反射膜,利用Essential Macleod软件,在ZnS基片上完成了长波红外减反射膜的膜系设计。采用物理气相沉积方法,选择n=4.3@10μm的Ge做基片和镀膜材料的粘结层,n=2.2@10μm的ZnS为高折射率材料,n=1.35@10μm的YF₃为低折射率材料,完成了光学薄膜的制备。提出锥镜膜厚均匀性的补偿方法,通过使用修正后的补偿挡板,使10°锥镜薄膜厚度均匀性达到99%。利用Lamda1050光谱仪测试了锥镜的反射光谱曲线和薄膜厚度均匀性测试曲线,结果表明所研制的膜层在8～12μm处反射率均值为1.483%,对试验件开展了环境适应性测试,测试结果满足使用要求。     

晶硅太阳电池上表面增透膜研究

利用传递矩阵法(TMM)优化设计多种介质膜材料的单层、双层增透膜结构。利用Silvaco软件的ATLAS器件仿真模块建立基于优化增透膜结构的二维晶硅太阳电池结构。对比分析了具有不同单层、双层增透膜结构的晶硅太阳电池的光谱响应情况。结果表明:在200~1100 nm波长范围内,由多种不同介质材料组成的双层增透膜比单层增透膜具有更小的光反射损耗;双层增透膜结构可有效降低晶硅太阳电池的光谱响应损耗,且性能优于单层增透膜情况。其中MgF2/ZnS双层增透膜减反效果最好,对380~1000 nm波长范围的入射光,可将上表面光反射率降低到5%以下。     

窗口层对三结电池双层减反膜的影响

窗口层的厚度对高效三层太阳能电池具有重要影响。本文针对太阳能电池的地面应用,优化了三节电池（Ga0.5In0.5P/In0.02Ga0.98As/Ge）的双层反射膜（SiO2/TiO2, SiO2/ZnS）。同时讨论了在双层减反膜优化结构下,变化Al0.5In0.5P窗口层厚度引起反射率的变化。     

Ag颗粒表面等离子体增强GaAs太阳电池双层减反射膜的设计与模拟

Surface plasmon enhanced antireflection coatings for GaAs solar cells have been designed theoretically.The reflectance of double-layer antireflection coatings（ARCs） with different suspensions of Ag particles is calcu-lated as a function of the wavelength according to the optical interference matrix and the Mie theory.The mean dielectric concept was adopted in the simulations.A significant reduction of reflectance in the spectral region from 300 to 400 nm was found to be beneficial for the design of ARCs.A new SiO2/Ag-ZnS double-layer coating with better antireflection ability can be achieved if the particle volume fraction in ZnS is 1%-2%.     

基底亚表面裂纹对减反射膜激光损伤阈值的影响

利用化学沥滤技术,分析了亚表面裂纹对基底表面和减反射膜激光损伤阈值(LIDT)的影响。通过去除或保留研磨裂纹,获得了亚表面裂纹数密度有明显区别的两类基底。为了凸出亚表面裂纹层的作用,基底采用化学沥滤去除另外一种可能的影响因素,即再沉积层中的抛光杂质。然后采用电子束蒸发镀制HfO2/SiO2减反射膜。355nm激光损伤阈值测试结果和损伤形貌分析证实了基底亚表面裂纹对减反射膜抗激光损伤能力的负面影响。根据熔石英基底抛光表面的烘烤现象,提出了亚表面缺陷影响膜层激光损伤的耦合模型。     

A very high-contrast top-emitting organic light-emitting diode with a Ni/ZnS/MgF2/Ni contrast-enhancing stack and a CuPc/C60 anti-reflection bilayer

A top-emitting organic light-emitting diode (TEOLED) with a very low luminous reflectance of 1.66% and very high contrast ratios of 405.9:1 and 1350.6:1 under on-state luminance of 300 and 1000 cd/m² is fabricated by using a Ni/ZnS/MgF₂/Ni contrast-enhancing stack (CES) and a copper-phthalocyanine (CuPc)/C60 anti-reflection (AR) bilayer. Although the introduction of the CES structure, it almost does not influence electrical performances of devices and a high luminance is obtained in TEOLED by using light output CuPc/C60 bilayer. The working mechanism on the reduced reflectance in high contrast TEOLED is further explored. Research shows that very low reflectance is attributed to both the effective absorption of C60 and CuPc and a destructive interference to the ambient light.     

2.4 μm波段全正色散飞秒克尔透镜锁模激光器（特邀）

2 μm波段的飞秒激光光源在高分辨分子光谱学、中红外光学频率梳产生和超宽光谱的中红外光源产生等方面都具有重要的应用价值。Cr: ZnS/ZnSe具有很宽的发射峰,使其成为该波段产生宽光谱短脉冲中红外飞秒激光的重要材料。全正色散锁模的飞秒激光由于更容易实现较短的脉冲宽度与较高的峰值功率而受到青睐。文中在Cr: ZnS上实现全正色散条件下的克尔透镜锁模运转。在5.1 W的泵浦功率下实现波长覆盖范围2.0~2.7 μm,平均功率660 mW,脉冲宽度37 fs的稳定锁模脉冲输出,这是首次在Cr: ZnS中实现全正色散锁模运转的固体激光器。Cr:ZnS 全正色散锁模的飞秒激光器在高分辨分子光谱学、宽光谱中红外光光源产生等方面具有广阔的应用前景。     

Fully Solution‐Processed Photonic Structures from Inorganic/Organic Molecular Hybrid Materials and Commodity Polymers

Managing the interference effects from thin (multi‐)layers allows for the control of the optical transmittance/reflectance of widely used and technologically significant structures such as antireflection coatings (ARCs) and distributed Bragg reflectors (DBRs). These rely on the destructive/constructive interference between incident, reflected, and transmitted radiation. While known for over a century and having been extremely well investigated, the emergence of printable and large‐area electronics brings a new emphasis: the development of materials capable of transferring well‐established ideas to a solution‐based production. Here, demonstrated is the solution‐fabrication of ARCs and DBRs utilizing alternating layers of commodity plastics and recently developed organic/inorganic hybrid materials comprised of poly(vinyl alcohol) (PVAl), cross‐linked with titanium oxide hydrates. Dip‐coated ARCs exhibit an 88% reduction in reflectance across the visible compared to uncoated glass, and fully solution‐coated DBRs provide a reflection of >99% across a 100 nm spectral band in the visible region. Detailed comparisons with transfermatrix methods (TMM) highlight their excellent optical quality including extremely low optical losses. Beneficially, when exposed to elevated temperatures, the hybrid material can display a notable, reproducible, and irreversible change in refractive index and film thickness while maintaining excellent optical performance allowing postdeposition tuning, e.g., for thermo‐responsive applications, including security features and product‐storage environment monitoring.     

Fe:ZnS/ZnSe中红外固体激光器研究进展

高性能中红外激光在军事对抗、生物安全、环境科学等领域有重要的应用价值。Fe:ZnS/ZnSe具有长输出波长、宽吸收带和发射带的特点,是实现高性能、宽调谐3μm~5μm激光输出的最有效激光介质。介绍了Fe:ZnS/ZnSe的光谱和热动力学特性,评述了Fe:ZnS/ZnSe在低温和常温下激光输出性能方面的最新进展,分析了Fe:ZnS/ZnSe激光器在功率、能量提升以及室温运转方面面临的科学挑战。     

位敏探测器表面反射损耗的优化

本文通过计算SiO2单层以及SiO2和Si3N4组成的双层减反膜对不同波长的反射率,给出了位敏探测表面反射损耗的优化。     

Nondegenerate optical Kerr effect in semiconductors

We calculate the nondegenerate bound electronic nonlinear refractive index n₂(ω₁;ω₂) (i.e., an index change at frequency ω₁ due to the presence of a beam at frequency ω₂) in semiconductors. We calculate this nonlinearity and its dispersion using a Kramers-Kronig transformation on the calculated nondegenerate nonlinear absorption spectrum due to two-photon absorption, electronic Raman and optical Stark effects. The calculated n₂ values and their dispersion are compared to new experimental values for ZnSe and ZnS obtained using a 2-color Z-scan