量子点超辐射发光管研究进展

简要回顾了超辐射发光管(SLD)的发展历史、量子点SLD的提出及优点,介绍了SLD的工作原理、器件结构及表征参数,详细分析了近年来国内外各研究小组在提高量子点SLD性能方面的研究进展。基于自组织量子点的尺寸非均匀分布特征、优化的有源区结构设计以及高的光学质量,量子点SLD目前的研究水平已远远超过量子阱SLD。例如,量子点SLD的输出光谱宽度可达到150nm以上,输出功率可达到百mW量级。简要介绍了SLD在光纤陀螺仪、光学相干断层成像术、光纤通信、宽带外腔可调谐激光器等方面的应用,讨论了量子点SLD研制中存在的问题、解决方法和发展趋势。量子点SLD在展宽光谱和提高输出功率上展示了巨大的潜力,它的成功有力地推动了其他宽增益谱器件的研制。     

超辐射发光二极管的研究进展

超辐射发光二极管(SLD)是一种宽光谱光源,广泛用于光纤陀螺、光学相干断层扫描等领域。高性能SLD要求同时实现大功率和宽光谱输出,航天领域相关应用还要求其具有较高的抗辐射性能。本文从如何实现大功率、宽光谱输出和抗辐射加固等几方面介绍了SLD的研究进展,并对其未来的研究方向进行了展望。     

超辐射发光二极管的应用

超辐射发光二极管(superlumineseent diode简称SLD)具有光谱宽、功率大等优点.作为一种特殊光源,SLD已经被广泛应用.简要介绍了SLD的主要特征,主要表征参数和发展现状,详细阐述了SLD在干涉式光纤陀螺仪、光学相干断层成像技术、波分复用技术、光时域反射仪、可调谐外腔激光器、光纤传感器和光纤测试等领域中的应用.     

扫描近场光学显微镜测量量子点团簇超辐射

用扫描近场光学显微镜的针尖照明模式对ZnSe量子点团簇进行精确定位测量,研究了量子点团簇的超辐射效应。在理论上根据Wannier激子超辐射模型阐述了量子点系统的超辐射发光机制;实验上用荧光光谱表征ZnSe量子点溶液的荧光性质,用扫描近场光学显微镜(SNOM)表征单个量子点团簇的超辐射光谱。结果表明,在Wannier激子超辐射模型中,量子点团簇辐射衰变率受到量子点团簇的大小和辐射光谱的共同影响,在实验上得出团簇的辐射衰变率随团簇尺寸的增加而增大,同时,不同尺寸的量子点团簇产生的辐射光谱也会对其产生影响,理论和实验的结合验证了激子超辐射的适用性。此研究结果可广泛用于生物传感器和光子器件等领域。     

气源分子束外延生长的InAs/InP(100)量子点激光器

利用气源分子束外延(GSMBE)技术,在InP(100)衬底上生长InAs量子点激光器.有源区包含5层InAs量子点,每层量子点的平均尺寸是2.9 nm和76 nm,面密度在1010 cm-2左右,势垒层为InGaAsP.室温下量子点的光致发光中心波长在1.55 μm,发光峰半高宽为108 imeV.通过化学湿法腐蚀制备双沟道8μm宽脊条激光器,在20℃连续波工作模式下,腔长为0.7 mm的激光器的阈值电流为143 mA(2.5 kA/cm2),器件的激射中心波长在1.55 μm.由于量子点尺寸的非均匀性,在大电流注入,激光器的激射谱展宽.器件单端面最大输出功率为27 mW,功率斜率效率为130 mW/A.     

不同结构生物组织光透明作用比较

为了了解生物组织不同结构对光透明进程的影响,利用光相干断层成像术(OCT)和近红外光谱(NIR)对肌肉组织(猪骨骼肌)和上皮组织(猪胃黏膜)经丙三醇处理后的光透明效果进行了比较研究。结果表明,这两种组织的光相干断层成像术成像深度和内层次结构的成像对比度均得到改善;肌肉组织和胃黏膜组织的光透射率分别增加了21%和16%,而漫反射率分别降低了33%和21%;这两种结构组织的光透明效果(肌肉组织较好)和进程(肌肉组织较快)与各自的失水率和失水动力学成正相关,肌肉组织失水过程为先快后慢;胃黏膜组织的失水过程为先慢后快;肌肉组织的总失水率大于胃黏膜组织。这表明结构不同的生物组织的光透明效果存在差异,必须考虑其内部结构的影响。     

UHV/CVD自对准生长Ge量子点(英文)

在超高真空化学汽相淀积设备(UHV/CVD)上生长了小尺寸、大密度、垂直自对准的Ge量子点。采用原子力显微镜分析量子点的尺寸,可优化其生长温度和时间,在550℃,15s的条件下生长出尺寸最小的量子点,直径30nm,高约2nm。最上层多层结构Ge量子点中岛状量子点的比例为75%,其直径66nm,高11nm,密度4.5×109cm-2。利用透射电子显微镜分析了垂直自对准的Ge量子点的截面形貌,结果表明多层结构Ge量子点是垂直自对准的。Ge量子点及其浸润层的喇曼谱峰位分别为299cm-1和417cm-1,说明Ge量子点是应变的并且界面存在互混现象。采用光荧光谱分析了Ge量子点的光学特性。     

1053 nm超辐射发光二极管量子阱的设计

对于给定波长的超辐射发光二极管,根据应变量子阱理论,研究了器件有源层组分与量子阱宽度的关系,并讨论了量子阱中In组分相对于不同波长的最小临界值.用MOCVD生长器件,实验结果与理论计算值吻合.     

一种大功率低偏振度量子阱超辐射发光二极管

设计了一种张应变与压应变相结合的混合应变量子阱结构超辐射发光二极管,研究了TE模和TM模在器件中的模式增益,分析了影响增益偏振性的因素,在此基础上通过改变有源层量子阱的应变类型、应变量以及层数来达到高增益和偏振不敏感性。最后按设计工艺流程生长了芯片,实验结果表明,所设计的SLD芯片单管输出功率在100mA驱动电流下可达3.5mW,出射光谱FWHM约为40nm,20nm波长范围内偏振度为0.3dB,具有较理想的大功率、宽光谱、低偏振度特性。     

Revisiting Hole Injection in Quantum Dot Light-Emitting Diodes

Injecting holes from the hole transport layer (HTL) into the quantum dot (QD) emitting layer in quantum dot light-emitting diodes (QLEDs) is considered challenging due to the presence of a relatively high hole injection barrier at the HTL/QD interface. However, QLEDs with exceptional brightness and efficiency are achieved, prompting a reevaluation of the traditional hole injection mechanisms. This study examines the hole injection mechanism in QLEDs using a combination of experiments and simulations. The results demonstrate that the applied bias significantly reduces the barrier height between the highest occupied molecular orbital level of the HTL and the valence band (VB) of the QDs, facilitating hole injection. The bending of the lowest unoccupied molecular orbital energy level of the HTL at the HTL/QD interface confines electrons within the QD, effectively minimizing leakage current. Additionally, the triangle-shaped potential barrier arising from the bending of the VB energy level of the QDs creates favorable conditions for hole–tunneling injection. Moreover, both simulations and experiments consistently demonstrate that the predominant pathway for hole injection from the HTL to the QDs in the QLED device involved thermally assisted tunneling. This study is important to understand the hole injection mechanism in QLEDs.     

Organometal Halide Perovskite Quantum Dot Light‐Emitting Diodes

Organometal halide perovskites quantum dots (OHP‐QDs) with bright, color‐tunable, and narrow‐band photoluminescence have significant advantages in display, lighting, and laser applications. Due to sparse concentrations and difficulties in the enrichment of OHP‐QDs, production of large‐area uniform films of OHP‐QDs is a challenging task, which largely impedes their use in electroluminescence devices. Here, a simple dip‐coating method has been reported to effectively fabricate large‐area uniform films of OHP‐QDs. Using this technique, multicolor OHP‐QDs light‐emitting diodes (OQ‐LEDs) emitting in blue, blue‐green, green, orange, and red color have been successfully produced by simply tuning the halide composition or size of QDs. The blue, green, and red OQ‐LEDs exhibited, respectively, a maximum luminance of 2673, 2398, and 986 cd m^?2 at a current efficiency of 4.01, 3.72, and 1.52 cd A^?1, and an external quantum efficiency of 1.38%, 1.06%, and 0.53%, which are much better than most LEDs based on OHP films. The packaged OQ‐LEDs show long‐term stability in air (humidity ≈50%) for at least 7 d. The results demonstrate the great potential of the dip‐coating method to fabricate large‐area uniform films for various QDs. The high‐efficiency OQ‐LEDs also demonstrate the promising potential of OHP‐QDs for low‐cost display, lighting, and optical communication applications.     

量子元胞自动机器件和电路的研究进展

量子元胞自动机(QCA)是一种新颖的纳米技术,该技术不再通过电流或电压而是基于场相互作用进行信息的计算和传递。首先,综述了两种量子元胞自动机(EQCA和MQCA)器件的计算原理、基本逻辑门和时钟。指出了QCA元胞构成的不同线结构可在相同层交叉传递信号而不受影响。然后,进一步总结了制备QCA器件和功能阵列或电路的实验方法和材料,得出MQCA器件和分子EQCA器件的发展将使该器件逐步达到实际应用水平的结论。详细讨论了目前QCA器件和电路(尤其是存储单元结构)研究取得的重要进展以及面临的问题。提出了QCA器件未来理论和应用研究中的开放课题和方向。     

850nm微型化封装超辐射发光二极管模块

研制了一种微型6针卧式结构的850nm超辐射发光二极管(SLD)模块,该模块采用激光焊接方式实现全金属化耦合封装,通过对模块结构的优化设计,使模块体积缩小为标准8针蝶形封装体积的一半。该模块在100mA工作电流下,尾纤输出功率大于1.5mW,光谱宽度大于20nm,纹波系数小于0.5dB,同时选用高效率微型半导体制冷器(TEC),使其正常工作温度范围和储存温度范围分别达到-50~75℃和-60~100℃。     

Junction Thermal Impedance Measurement of Superluminescent Diodes

A new method is presented for junction thermal impedance measurement of superluminescent diodes. A few derivatives of mean wavelength, optical power, and voltage over temperature and current are used for the calculation. Carrier effect is removed. High accuracy is obtained by data regression on variables separately. Both analytical formula and experimental results are provided