连续波激光辐照光伏型探测器的电饱和效应

从描述载流子输运的基本方程入手,建立了描述载流子和电场的动力学方程。利用数值方法,得到不同参数激光辐照探测器时的光生电动势,以及达到载流子饱和所需的光辉阈值强度。     

红外激光辐照探测器材料温升的数值计算

采用数值方法,考虑自由载流子吸收、单光子光致电离吸收和双光子光致电离吸收等激光吸收机制以及材料的光学、热学性质对温度和载流子密度的依赖性,通过求解能量输运方程以及温度扩散方程,研究了探测器材料受连续波红外激光辐照时的温升过程,讨论了材料的温升与入射激光波长、功率和辐照时间的关系,并给出了材料内温度的瞬态分布     

超晶格半导体材料的光磁电效应(Ⅰ)

从Shockley-read统计出发,引入载流子寿命与浓度的相关性,描述了超晶格半导体载流子的输运特征,将载流子的输运方程化为二阶非线性方程,并用双参数摄动法找到了方程的一般解.在二阶近似下,计算了半导体材料的短路电流和光导电流,进一步揭示了大信号情况下光磁电效应的非线性特征.     

皮秒和纳秒脉冲激光作用于半导体材料的加热机理研究

从半导体材料的吸收机制出发,分析研究了激光能量在半导体材料中的传输过程,并采用双温模型分别模拟计算了在人射激光能量相同的情况下,皮秒和纳秒激光脉冲作用于硅半导体材料的加热过程,结果表明在纳秒脉冲作用下,可以忽略载流子效应,用单纯的单温热传导方程来模拟。而在皮秒脉冲作用下,应该考虑载流子效应,采用包括晶格温度和载流子温度的双温模型来模拟硅半导体材料的加热过程。     

超晶格半导体材料的光磁电效应(I)

从Shockley-read统计出发，引入载流子寿命与浓度的相关性，描述了超晶格半导体载流子的输运特征，将载流子的输运方程化为二阶非线性方程，并用双参数摄动法找到了方程的一般解.在二阶近似下，计算了半导体材料的短路电流和光导电流，进一步揭示了大信号情况下光磁电效应的非线性特征.     

增大ECLD调谐输出曲线双稳环宽度的研究

利用导出的描述外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）双稳特性的阈值载流子密度与振荡频率之间的关系的基本方程求得了跳变点处的载流子密度及的解析表达式,并由此分析了双稳环宽度随ＥＣＬＤ几个关键参量的大小而变化的情况。     

超晶格半导体材料的光磁电效应(Ⅰ)

从Shockley-read统计出发,引入载流子寿命与浓度的相关性,描述了超晶格半导体载流子的输运特征,将载流子的输运方程化为二阶非线性方程,并用双参数摄动法找到了方程的一般解.在二阶近似下,计算了半导体材料的短路电流和光导电流,进一步揭示了大信号情况下光磁电效应的非线性特征.     

超短脉冲激光烧蚀半导体表面的热效应分析

为了研究超短激光辐照下半导体表面的热效应,采用有限差分法对双温方程进行了数值模拟,研究了飞秒、皮秒激光作用下,半导体表面载流子和晶格的温度分布情况.结果表明,载流子与晶格的温度耦合时间和金属耦合时间大致相同,激光功率密度是影响载流子温升的主要因素,超短脉冲激光入射时能量主要被半导体表层载流子吸收,所得结论与实验结果较吻合.     

太阳能电池光载流子辐射复合的红外特性仿真与试验

激光诱发硅太阳能电池产生载流子,由于少数载流子的复合而发射红外辐射.基于一维载流子传输方程,建立了调制激光诱发PN结少数载流子密度模型,利用该模型仿真分析了载流子寿命、扩散率、表面复合率及光电压对辐射复合产生红外辐射信号的影响.利用InGaAs红外探测器(0.9~1.7μm)记录激光诱发载流子辐射复合的红外辐射信号,用数字锁相放大器提取了幅值与相位.通过频率扫描试验获得了多晶硅太阳能电池载流子传输参数.     

半导体中非平衡载流子的输运过程(Ⅰ)

在描述载流子输运过程的玻尔兹曼方程的碰撞项中考虑了带间跃迁的贡献,从而将它推广到存在非平衡载流子的情况。由此导出了非平衡载流子寿命,复合几率的统计表达式,以及包括产生-复合过程的电荷连续性方程和稳态输运过程的电流方程。     

一种带封装及ESD保护电路的低噪声放大器设计

研究了封装以及ESD保护电路对低噪声放大器的性能影响。通过详尽推导电感负反馈共发射极低噪声放大器的输入阻抗、跨导、电压增益以及噪声系数的表达式,讨论并设计了一个应用于超高频接收芯片的低噪声放大器。芯片采用低成本的0．8μm BiCMOS工艺实现,封装形式为SOIC28。经过测量,所得到的参数与讨论及仿真值很好吻合,验证了设计以及优化方法的正确性。     

强激光大气传输非线性热畸变效应的解析分析

高功率激光在大气中传输时产生的非线性热畸变效应对激光的传输形成严重的限制，使光束质量严重下降，到达靶面的光强远低于初始光强。文中分析了非线性热畸变形成的物理机制，从光波大气中传输的标量波动方程以及流体动力学方程组出发，对稳态和瞬态的各种非线性热畸变现象进行了分析，给出了非线性热畸变效应与激光参数的相关性，获得了较为满意的结果。     

Compact modeling of quantum effects in symmetric double-gate MOSFETs

Quantum effects have been incorporated in the analytic potential model for double-gate MOSFETs. From extensive solutions to the coupled Schrodinger and Poisson equations, threshold voltage shift and inversion layer capacitance are extracted as closed form functions of silicon thickness and inversion charge density. With these modifications, the compact model is shown to reproduce C-V and I-V curves of double-gate MOSFETs consistent with those obtained from those measured from experimental FinFET hardware.     

微泵的结构与流体分析

利用扩散阀/喷嘴的流体特性设计了一种无活动阀压电式微泵;应用小挠度弹性弯曲理论,导出圆形压电复合层薄板的弹性曲面微分方程和复合层薄板的中性面位置方程;应用压电理论导出压电薄膜的边缘电场分布;应用微流体力学理论导出微泵单次循环的净流量。结合华盛顿大学的压电式微泵模型理论算出其最大流量为958μl/min,与其试验结果相吻合。     

超短强激光脉冲大气传输效应建模

超短脉冲强激光大气传输在光学遥感、电子对抗以及人工放电等方面具有重要的应用,对超短脉冲强激光在大气中的传输进行了理论分析,对超短脉冲强激光大气传输中各种线性效应及非线性效应。诸如色散效应、非线性自聚焦效应、受激拉曼散射效应、多光子电离及隧道电离效应、电离引起的能量损耗效应、相对论聚焦、有质动力激发的等离子体尾波场等效应进行了讨论,给出了一组描述超短脉冲强激光大气传输的三维非线性传输方程,为此类问题的进一步研究提供了理论基础。     

大功率掺镱双包层光纤激光器热效应分析和实验研究

文章从热传导方程和速率方程出发,对单端泵浦的大功率光纤激光器的热效应问题进行了理论分析,并对光纤径向和轴向温度分布特性进行了数值模拟;根据模拟的结果合理设计了光学元件的参数和采取了降低热效应的有效措施,在实验上获得621.6 W的高功率激光连续输出,其光光斜效率为78.23%.     

激光深熔焊接小孔效应的理论和试验研究

本文采用理论和试验相结合的方法系统研究了激光深熔焊接GG17玻璃时的小孔效应。首先采用高速摄影的方法清晰、完整地观测到了激光深熔焊接GG17玻璃时小孔的形状,并通过实验研究了聚焦光斑尺寸、离焦量、焊接速度等焊接工艺参数对小孔尺寸和形状的影响。然后,论文根据实验得到的小孔形状,通过曲线拟合的方法得到小孔前后沿孔壁的曲线方程,再按照几何光学原理,分析了激光在小孔孔壁上的多次反射吸收情况,并由此计算出了小孔孔壁通过多次反射吸收的激光功率密度分布情况。最后,建立了一个分层圆柱体面热源传热模型,在综合考虑热传导和熔池对流换热的基础上,计算了小孔周围的温度场和流场,求出了小孔孔壁上的热流密度分布,并与小孔孔壁吸收的激光功率密度进行了比较。     

Theory of non-linear transport in quantum waveguides

The equations for quantum ballistic transport in inhomogeneous quantum wire structures are transformed into a set of one-dimensional coupled mode equations where the coupling parameters are explicitly dependent on the shape parameters for the confinement potential. In the adiabatic approximation or in the extreme quantum limit the resulting motion is governed by an effective Hamiltonian which contains the influence of quasi-electric fields and quasi-momentum dependent forces which arise from the inhomogeneous shape parameter variation along the quantum waveguide. The subsequent transport may be described by a Boltzmann-like kinetic equation and hot-electron effects arising from variations in the waveguide profile are predicted. It is shown that transport through a wide region of an otherwise narrow wire leads to multiply-connected electron paths which will produce Aharonov-Bohm resonances. The analytical formalism is underpinned by a new numerical method suitable for 3-D studies based on representing the inhomogeneous waveguide by an equivalent network of one-dimensional wires.     

光学头罩绕流流场气动光学效应数值模拟

以红外成像制导技术在高速拦截器上的应用需求为背景,进行了光学头罩绕流流场气动光学效应数值模拟.应用雷诺平均NS方程并选取了适当的湍流模型,对凹窗、凸窗和球头3种光学头罩的高速飞行器绕流流场进行了数值模拟,得到了绕流流场密度分布;研究了脉动流场引起的气动光学传输效应的计算方法,应用几何光学、物理光学和统计光学方法进行了光学传输效应计算,得到了点扩散函数,即像面光强分布.通过瞄视误差、Strehl比、含能半径等气动光学效应参数描述了流场引起的成像畸变,并分析了不同外形、飞行状态和光学系统参数对光学传输效应的影响.     

高阶效应下矢量暗孤子传输特性研究

本文研究高阶效应下矢量暗孤子的传输特性,导出了矢量暗孤子在三阶色散和五阶非线性效应下的参数演化方程组和孤子两分量间的有效相互作用能的表达式,讨论了高阶效应对孤子传输特性和孤子两分量间相互作用的影响.