长波QWIP-LED量子阱红外探测器杜瓦研制

在用于封装长波QWIP-LED量子阱探测器的杜瓦研制中,详细阐明了一种用于封装长波QWIP-LED量子阱红外探测器的结构,结构采用侧罩式设计,光信号从红外窗口进入,近红外窗口透出,提出了一种探测器胶接在管座上,管座整体再螺接在冷头的方法,提高探测器的互换性,通过热适配设计,降低低温应力对探测器影响,选择低冷损的TC4材料,降低杜瓦漏热,基本解决了长波QWIP-LED量子阱探测器杜瓦组件的关键技术,性能指标达标,成像效果良好,达到工程封装要求。     

垂直结构GaN基LED的侧壁优化技术

为了提升垂直结构LED提取效率,针对器件侧壁出光的研究越发引起研究人员的关注。由于GaN的高折射率,大部分有源区发出的光线将被限制在GaN层内横向传输。对不同刻蚀倾角侧面的光提取效率进行分析模拟,模拟结果显示,LED的提取效率可以通过侧壁倾斜角度的优化得以提升。实验结果表明,特定侧壁倾角器件的提取效率相比较垂直侧壁提高了18.75%,电致发光光谱测试(EL)结果表明,实验结论与理论计算值基本吻合。本结论对垂直结构GaN基LED器件的优化设计与性能提升有重要指导意义。     

高提取效率表面织构红光发光二极管

给出了用蒙特卡罗射线追踪法模拟发光二极管(LED)光提取效率的过程,并对表面织构LED的光提取效率进行了模拟分析,得到存在一组优化的表面织构参数,可使LED的光提取效率提高36%。通过湿法腐蚀和干法刻蚀相结合工艺,制备了表面织构的红光LED,器件的轴向光强提高了20.6%。理论和实验结果,表明表面织构技术是提高LED光提取效率的一个主要途径。     

六棱柱单元周期纳米结构OLED光提取效率研究

有机发光二极管（0LED）的发光效率很大程度上受到器件中高折射率材料（ITO／有机物）对导波光能量的制约。通过使用时域有限差分（FDTD）法，对在OLED中的氧化铟与氧化锡复合透明阳极ITO结构上覆盖3种基本结构的三角排列SiNx六棱柱柱状光子晶体平板（PCS）的OLED结构进行了数值模拟，并对提高束缚于高折射率材料中的光提取效率效果进行了分析，给出了优化的几何参数及最合理的基本结构，为高性能OLED结构的设计提供设计依据。     

二维亚波长结构对OLED光抽出特性的FDTD模拟研究

有机发光二极管(OLED)发光效率很大程度上受到器件中高折射率材料(ITO/有机物)对导波光能量的制约.通过使用时域有限差分(FDTD)方法,对在OLED中的氧化铟与氧化锡复合透明阳极ITO结构上覆盖二维正方以及三角排列SiNx圆柱光子晶体厚膜(PCS)的结构进行了数值模拟,并对这种全新结构对于提高束缚于高折射率材料中的光的抽取效率的效果进行了分析,并给出了最优化的几何参数.     

单元探测器的短波红外多通道成像技术

为了克服目前利用短波红外焦平面器件获取图像时难以消除器件自身的非均匀性、难以获得较高信噪比及成本昂贵的问题,提出了利用单元探测器和DMD(Digital Micro-mirror Device)空间光调制器件,基于Hadamard变换进行凝视光学画幅式成像的方法.通过实验验证了该方法用于短波红外成像的可行性.对实现低成本、高信噪比的短波红外成像具有借鉴意义.     

基于 DMD 的红外场景仿真系统光学性能分析

随着红外成像系统在目标探测、夜间导航以及精确制导等领域的广泛应用,利用模拟红外场景对红外成像系统进行成像测试已逐渐成为研究的热点.介绍了数字微镜器件(DMD)的封装结构和工作原理,给出了一种基于 DMD 的红外场景仿真系统设计方案,提出了系统设计过程中需要重点考虑的几个问题.对系统成像过程中芯片反射系数、能量传递效率、输出图像对比度等光学性能等进行了重点分析.在光学器件选定的情况下,根据各部分相对位置,可计算出仿真系统的能量传递效率,最后分析了影响输出图像对比度的主要因素.     

新型GaAs HEMT器件寄生电容的优化提取方法

针对优化提取参数的复杂度问题,提出了一种新的GaAs HEMT器件寄生电容的优化提取方法.提取寄生电容时,设置合适的优化范围,进行优化提参.采用三次参数优化,确保优化精度和模型准确性,避免了循环优化,提高了参数提取效率和参数优化效率.该方法不依赖器件的具体结构,减少了对器件结构假设所带来的误差.对17元件小信号等效电路...     

GaN基蓝光LED单偏振输出及高光提取效率的实现

为了提高倒装发光二极管（LED）光提取效率的同时实现单偏振光输出，建立了正装、倒装和集成金属亚波长光栅倒装LED 3种模型，采用RSOFT软件进行仿真对比及器件优化，并进行了理论分析和模拟验证。结果表明，倒装LED虽然可以提高光提取效率但对P-GaN层厚非常敏感，无法单偏振光输出；集成了金属亚波长光栅的倒装LED可以不受P-GaN层厚影响，实现单偏振光输出，但要输出稳定偏振光，受光栅参量和介质过渡层厚度影响非常显著；优化后的结构可以实现57.63%的光提取效率，偏振消光比达到25.8dB。该研究对制造高性能蓝光LED具有一定的指导作用。     

无像元红外成像器件的微制备方法

本发明提供一种用于微制备无像元热成像器件的方法。用这种微制备方法制备的无像元热成像器件,可以将敏感到的一幅二维中/远红外图像上转换成一幅处于近红外～可见光谱区的二维图像。构成一块量子阱红外光电探测器-发光二极管(QWIP-LED)集成晶片     

Light Extraction Efficiency in OLED with Sub-wavelength Structures

By simulating with finite-difference time-domain（FDTD） method, it is proved that two kinds of new photonic crystal slab（PCS） structures could enhance the light extraction efficiency of OLED. By comparing the results, the most effective PCS structure with maximum light extraction efficiency（Er = 1.99） is got. The optimized geometric parameters and optimized performance parameters of the PCS structures are also obtained.     

乙醇对碳纤维复合材料界面的影响

碳纤维增强复合材料大量应用于航空领域,对其质量提出了更高的要求。但是传统人工检测方法工作强度高、效率低。为了提高碳纤维复合材料的缺陷检测效率,本文基于LabVIEW软件开发平台设计CFRP（carbon fiber reinforced plastics）缺陷检测系统,提取缺陷边缘并进行数量统计。本研究采用主动式红外热成像无损检测技术,通过红外热像仪获取激光扫描的损伤试样表面热图像。针对红外图像对比度及均匀性差的特点,使用HSL（hue, saturation, luminance）进行颜色平面提取,灰度变换,选用适用于处理光照分布不均匀图像的Niback局部阈值分割处理算法进行感兴趣区域图像阈值分割处理。最后通过形态学处理增强图像并实现缺陷特征提取和缺陷数量统计。本文通过搭建红外热成像缺陷检测实验平台完成红外热波缺陷图像的采集、处理,设计软件平台及用户界面以实现缺陷特征的提取。相比于人工检测,该系统的设计极大地减少了检测用时,有助于实现缺陷检测的自动化。     

开环双波段人眼视网膜成像液晶自适应光学系统设计

设计了一套基于开环双波段模式的人眼视网膜成像液晶自适应光学系统。该光学系统分别采用夏克-哈特曼波前传感器和液晶空间光调制器来探测和校正波前畸变。探测波段采用830nm近红外光,成像波段采用790nm近红外光。采用开环模式以提高光能利用率和系统的稳定性,采用双波段模式以增大视场。新加入了瞳孔监控子系统和响应矩阵测量子系统,使系统更加灵活方便。介绍了系统的关键参数,并通过ZEMAX软件对光学系统进行模拟分析,认为系统可以达到接近衍射极限的效果。传递函数MTF@50lp/mm达到0.25(对应视网膜上3μm),满足设计要求。     

大功率GaN基LED的提取效率

影响GaN基LED效率的主要因素是内量子效率和提取效率. 蓝光GaN基的LED内量子效率可达70%以上， 紫外GaN基LED可达80%，进一步改善的空间较小. 而传统大面积结构GaN基LED由于全反射和吸收等原因，外提取效率只有百分之几，提高空间很大. 本文从几何和物理光学角度分析了影响GaN基LED外提取效率的因素，针对全反射、吸收、横向光波导等问题总结了现有的各种提高GaN基LED提取效率的手段及其优缺点.     

条纹管激光成像雷达在近程海面监测应用分析

近程海面监测通常要在低照度条件下,获得高清晰、高分辨目标图像,以提高监测效能。与传统被动红外成像监测相比,激光成像雷达是一种主动成像技术,能获取目标强度像和距离像（统称为四维像）,具有较高的目标探测与目标识别概率。分析了美国条纹管激光成像雷达的发展现状及具有的技术优势,阐述了条纹管激光成像雷达采用的闪光式体制、一次成像、高速获取目标数据的原理。指出条纹管激光成像雷达既适用于近程海面监测,也可与现有监测手段,如被动红外、微波雷达等复合使用,提高监测效率。     

Light Extraction Efficiency Enhancement of Colloidal Quantum Dot Light‐Emitting Diodes Using Large‐Scale Nanopillar Arrays

A colloidal quantum dot light‐emitting diode (QLED) is reported with substantially enhanced light extraction efficiency by applying a layer of large‐scale, low‐cost, periodic nanopillar arrays. Zinc oxide nanopillars are grown on the glass surface of the substrate using a simple, efficient method of non‐wetting templates. With the layer of ZnO nanopillar array as an optical outcoupling medium, a record high current efficiency (CE) of 26.6 cd/A is achieved for QLEDs. Consequently, the corresponding external quantum efficiency (EQE) of 9.34% reaches the highest EQE value for green‐emitting QLEDs. Also, the underlying physical mechanisms enabling the enhanced light‐extraction are investigated, which leads to an excellent agreement of the numerical results based on the mode theory with the experimental measurements. This study is the first account for QLEDs offering detailed insight into the light extraction efficiency enhancement of QLED devices. The method demonstrated here is intended to be useful not only for opening up a ubiquitous strategy for designing high‐performance QLEDs but also with respect to fundamental research on the light extraction in QLEDs.     

基于Zemax仿真的红外光场成像技术

光场成像作为计算摄影学的研究方向之一,可以通过单次拍摄得到目标的四维全光信息,包括空间两维以及角度两维信息,由此可以通过多视角立体匹配原理实现三维成像。目前光场成像集中应用于可见光领域,用于其他光学成像波段的情况较为少见。本文提出基于Zemax仿真的红外光场成像技术,将光场成像系统与长波红外成像系统相结合,从光场成像原理以及长波红外成像特性出发,对长波红外光场成像系统结构设计进行了深入研究,同时为了提升三维成像的效果,分析了红外光场成像系统光学参数对深度分辨率的影响,得出深度分辨率主要由微透镜成像关系、微透镜工作F数、主透镜焦距、物距以及探测器像素尺寸确定。针对长波红外探测器像素数较少的情况选择了聚焦型光场成像系统,根据设计结果,使用Zemax仿真验证了长波红外系统与光场成像系统相结合的可行性以及理论设计的正确性。