光注入提升晶体硅异质结太阳电池性能的研究

该文制备工业尺寸的晶体硅异质结太阳电池,研究光注入对电池光电性能的影响。实验结果表明:光注入有效提升了晶体硅异质结太阳电池的光电转换效率,经过光注入后电池光电转换绝对效率提升了0.33%,均值达到24.47个百分点。对比光注入前后的光电性能参数,其效率提升的主要因素是光注入使得电池的填充因子被有效提升。结合光注入前后电池的Suns-Voc测试,证实了光注入能使电池的串联电阻大比例降低。因此,光注入改善电池性能的主要物理原因可归结为:串联电阻的降低提升了电池的填充因子。

HJT太阳电池光注入退火工艺的增效研究

在异质结(HJT)太阳电池制备过程中,低温固化工艺后对太阳电池进行光注入退火可以实现太阳电池光电转换效率提升。研究了HJT太阳电池n面进行光注入退火处理时,光注入退火时间、光注入退火温度,以及双面光注入退火对光电转换效率提升的影响,同时还分析了光注入退火处理对不同光电转换效率档位HJT太阳电池增效的影响。结果表明:1)随着光注入退火时间的增加,HJT太阳电池光电转换效率提升幅度先增加后基本保持稳定;2)随着光注入退火温度的增加,HJT太阳电池光电转换效率提升幅度先增加后减小;3)太阳电池双面都进行光注入退火处理不能达到光电转换效率叠加提升的效果;4)光注入退火处理对光电转换效率低的HJT太阳电池的增效效果更好,主要是因为此类太阳电池内部及表面的缺陷更多。

基于光注入下脉冲电流调制1550nm垂直腔面发射激光器获取宽带可调谐光学频率梳

光学频率梳由一组等间距的离散频率成分组成,在计量学、光谱学、太赫兹波产生、光通信、任意波形产生等领域有着广泛的应用.本文提出了一种基于光注入下脉冲电流调制1550 nm垂直腔面发射激光器获取宽带可调谐光学频率梳的实验方案.在该方案中,首先采用脉冲信号电流调制激光器,使其输出的光谱呈现出无明显梳状线的宽噪声谱;进一步引入光注入,获取宽带可调谐光学频率梳.当注入功率为18.82μW、注入波长为1551.8570 nm、调制电压为10.5 V、调制频率为0.5 GHz、脉冲宽度为200 ps时,获取了带宽约为82.5 GHz,信噪比约为35 dB的光学频率梳,且该光学频率梳的单边带相位噪声低至-123.3 dBc/Hz@10 kHz.此外,本实验也系统研究了注入波长、调制频率、脉冲宽度对光学频率梳性能的影响.实验结果表明:改变调制频率可以获得不同梳距的光学频率梳,当调制频率在0.25—3 GHz范围内,选择优化的注入波长和脉冲宽度,可获取带宽超过60 GHz的光学频率梳.

基于光注入半导体激光器的雷达通信一体化研究

雷达通信一体化是近年来研究的热点之一,它能够在单一系统中同时实现目标探测和数据传输两种功能.本文提出了一种结构简单紧凑的基于光注入半导体激光器的雷达通信一体化方案.利用注入相位调制光信号的N阶调制光边带锁定从激光器,以提高主从激光器之间的相干性;通过改变从激光器单周期振荡频率和注入光信号,可以实现工作频段和倍频因子均可调谐的幅度键控线性调频(Amplitude Shift-Keying Linearly Frequency-Modulated,ASK-LFM)信号的生成,并通过实验和仿真验证了基于该信号的一体化系统的雷达与通信功能.实验结果表明,对于带宽为1 GHz的ASK-LFM信号,目标距离测量误差优于3.2 cm,3个探测目标成像结果可分辨且能够同时实现通信数据的正确传输.

混沌光注入半导体激光器中极端事件的演变

基于相位共轭光反馈混沌激光系统(主激光器)产生的极端事件,研究了将其输出注入到一个自由运行的半导体激光器(从激光器)的演化情况.通过注入参数空间中极端事件相对数量的二维统计图分析注入参数对极端事件产生的影响,发现在主从激光器混沌输出高相关性参数区域,从激光器中的极端事件的相对数量趋向于一个接近主激光器中极端事件相对数量的稳定值;在某些特定的弱相关区域,从激光器中的极端事件的相对数量趋向于增加.研究结果证明了通过光注入控制极端事件的可能性,有利于优化混沌激光系统性能或拓展其应用场景.

光注入半导体激光器中激光混沌的泵浦周期调制控制

该文用泵浦周期电流调制控制外部注入相干光场半导体激光器的激光混沌,发现在不同调制深度和调制频率范围内,能有效地控制激光混沌到稳定的周期轨道(极限环)上,而且能够把激光振荡频率锁定在调制频率上,且这种调制控制也可以使激光器显现不同的激光混沌波形变化。

基于宽谱信号光注入的超荧光光纤光源

为实现高功率和高平坦度的C+L波段光超荧光输出,将超辐射发光二极管输出的宽谱信号光注入双程后向掺铒光纤超荧光光源,研究了信号光注入对超荧光光源输出功率和光谱特性的影响,优化了信号光注入功率、泵浦源抽运功率和掺铒光纤长度。结果表明:低功率、宽光谱信号光不仅可以有效提高超荧光光源的输出功率和泵浦效率,还有助于光谱的平坦化;通过使用40m W抽运功率泵浦9m的掺铒光纤,在500W信号光注入时获得了功率为10.59m W、3d B带宽大于41nm的C+L波段超荧光输出。

光注入光反馈下VCSEL非线性输出特性分析

为了研究光注入和光反馈对垂直腔面发射激光器(VCSEL)非线性输出特性的影响,基于自旋反转模型(SFM),利用MATLAB数值仿真二者共同作用下VCSEL的非线性输出特性。研究结果表明:在光注入和光反馈同时作用下,VCSEL输出可以实现稳态、单周期、多周期、混沌等非线性行为。通过合理选择注入强度,可实现对VCSEL输出行为的控制。

共焦波导回旋行波管准光注入结构设计

为了解决共焦波导回旋行波管现有输入结构带宽较窄的问题,基于高斯变换,为0.4THz共焦波导回旋行波管设计了准光注入结构,注入模式为HE06模。该结构由波纹波导模式变换器、高斯变换镜及接收天线构成。对整个注入结构进行了三维电磁仿真,结果表明,在回旋行波管8GHz的工作带宽内,注入效率大于50%,最大注入效率68%。

NIM5喷泉钟冷却光注入系统的设计和调校

针对NIM5喷泉钟(111)物理布局对冷却光的斜入射角度要求,提出了一体化冷却光注入设计,将偏振、功率和光束特性控制功能集成到冷却光注入系统.根据系统要求,提出相应指标的调校方法.在保证光功率稳定性优于97%的条件下,实现了光利用率大于86%,垂直度小于0.3′,光斑均匀性波动小于4%,准直性(光束直径离散)小于3%.较好地满足了NIM5喷泉钟要求.

光注入导致CO_2激光器混沌运转及其奇怪吸引子的实验观测

本文首次在实验上对单纵模、多横模连续CO_2激光器由注入信号所引起的非稳性进行了研究。观察到了系统输出的频率漂移和混沌运转等现象,利用微分重建相空间图方法观察到了在光注入的条件下混沌态所对应的奇怪吸引子,并对由注入光引起的非稳性的物理机制进行了讨论。

基于光电负反馈的光注入1550nm垂直腔面发射激光器产生窄线宽微波信号

基于1 550nm垂直腔面发射激光器在平行偏振光注入下呈现的单周期非线性动力学状态,进一步引入光电负反馈,得到了高质量的微波信号.实验研究结果表明:平行偏振光注入下,通过调节注入光的注入强度及频率,1 550nm垂直腔面发射激光器可呈现注入锁定、单周期、倍周期、混沌等多种非线性动力学状态;在合适的注入参量下,平行偏振光注入1 550nm垂直腔面发射激光器可产生光谱具有单边带结构、频率超过10GHz的光子微波信号,但该微波信号的线宽较宽(达MHz量级);进一步引入光电负反馈后,通过选取合适的光电反馈强度,可将该微波信号的线宽减小至一百多kHz(减小两个量级以上);在选择优化的反馈强度条件下,仅通过简单调节注入光强度,可实现窄线宽光子微波信号的频率在一定范围内连续可调谐.

结合光注入半导体激光器与光电环路产生频率大范围可调、窄线宽微波信号

结合光注入半导体激光器的单周期动力学态与光电环路,提出了一种可获得频率大范围可调、窄线宽的光子微波信号的方案并进行了实验研究.结果表明,光注入半导体激光器在一定条件下能够实现单周期振荡,且光子微波信号的频率在8~67GHz范围内连续可调;在合适的注入参数下,获得了频率为24.3GHz且光谱具有单边带结构的光子微波信号;通过引入光电环路结构,能够有效地将该光子微波的线宽由8.6 MHz压缩至30kHz,并获得了40dB以上的信噪比.

光注入下VCSEL在阈值电流附近的非线性响应特性

实验研究了光注入下1 300nm-VCSEL在阈值电流附近的非线性响应特性.研究结果表明,在平行光注入下,激光器输出功率随注入功率的增加呈现出非线性变化.当失谐频率较大时,激光器输出功率将随注入功率增加到一定值后突然下降,然后再缓慢增加.通过连续增加或减小外部注入光功率,激光器的输出功率将出现呈逆时针变化的双稳环;正交光注入下VCSEL的输出特性与平行光注入下的情况类似,且在连续增加或减小外部注入光功率的过程中能观察到呈顺时针变化的双稳环.

基于光注入下电流调制1550nm垂直腔面发射激光器获取宽带光学频率梳

数值研究了一种获取宽带光学频率梳的方案.在该方案中,首先采用调制频率f m=f 0/n(f 0为1550 nm垂直腔面发射激光器中两正交偏振分量频率间隔,n为整数)的大调制信号电流调制一个1550 nm垂直腔面发射激光器,使该1550 nm垂直腔面发射激光器中的主振荡模式—Y偏振分量输出光学频率梳,而X偏振分量处于被抑制状态;进一步地,引入线偏振光注入,使激光器中两个偏振分量(光谱主峰比小于15 dB)均实现光学频率梳输出;再借助一个偏振片,将这两个偏振分量引导到该偏振片的透振方向实现光谱拼接,从而获取宽带光学频率梳.基于自旋反转模型,数值研究了由该方案产生的光学频率梳特性.仿真结果表明:在给定的参数条件下,一个自由运行1550 nm垂直腔面发射激光器(阈值电流为2.6 mA)偏置在11.5 mA时,Y偏振分量占主导而X偏振分量被抑制(光谱主峰比大于30 dB);在受到调制深度较大的电流调制作用下,该激光器只在Y偏振分量输出光学频率梳;引入线性偏振光注入后,通过调整线性偏振光的偏振方向,可使X、Y偏振分量同时实现光学频率梳输出;最后,利用一偏振片将X、Y偏振分量引导到该偏振片的透振方向实现光谱拼接,最终可获得一个带宽超过80 GHz的光学频率梳.

蓝光注入中国活力 蓝光光盘协会新闻发布会

从某种意义上来说，在日本东芝宣布放弃HD业务的同时，蓝光阵营即自动赢得了这场原本人们以为会旷日持久继续下去的“格式大战”的胜利。作为下一代光盘格式的胜出者，蓝光阵营将能在光盘格式的制定、技术标准的定义、生产线的授权，以及在综合的软硬件测试要求与认证方面，掌握绝对的话语权和主导权。

太赫兹量子级联激光器光注入特性

基于三能级速率方程,研究了独立运行、主从注入和相互注入太赫兹量子级联激光器(THz-QCLs)的相对强度噪声和调制特性。在自由运行情况下,THz-QCL的自发辐射噪声在低频时表现出白噪声特性。与传统的半导体激光器不同,在低频区没有对应于弛豫振荡的共振峰。主从注入可以有效降低THz-QCLs噪声20 dB,提高THz-QCLs低噪声工作的效率。对于互注入THz-QCLs,即使在锁相区,噪声也明显高于自由运行情况。通过应用注入锁定方案,与直接调制方案相比,可以大大增加调制带宽。

平行光注入多横模1550nm垂直腔面发射激光器的非线性动力学实验研究

实验研究了平行光注入下多横模1 550nm垂直腔面发射激光器(1 550nm-VCSEL)输出的非线性动力学特性.对于一个在自由运行时腔内同时存在基横模和一阶横模(高阶模)的1 550nmVCSEL,其两横模的主激射模均为Y偏振模式(Y-LP),当受到偏振方向沿自由运行时主激射模式偏振方向的外部光注入(即平行注入)时,实验研究结果表明:当平行注入光的频率ν_(inj)更临近基横模YLP频率ν_(fy)时(此时频率失谐Δν_f定义为Δν_f=ν_(inj)-ν_(fy)),在注入光强度P_(inj)增加的过程中,基横模Y-LP呈现多种动力学状态,而高阶模Y-LP出现的动力学状态相对较少,且能量逐渐减小.当P_(inj)增加到一定值时,高阶模Y-LP完全被抑制,此时1 550nm-VCSEL处于单模工作状态,即实现了基横模YLP的模式选择.随Δν_f的逐渐增加,实现基横模Y-LP模式选择所需的最小注入光强度P_(inj,min)先减小,达到一个最小值后再逐渐增加;在给定的Δν_f条件下,P_(inj,min)随偏置电流I增加而增大.当平行注入光的频率ν_(inj)更靠近高阶模Y-LP的频率ν_(hy)时(此时频率失谐Δν_h定义为Δν_h=ν_(inj)-ν_(hy)),在P_(inj)增加的过程中,高阶模Y-LP和基横模Y-LP均呈现出多种非线性动力学状态,但实验过程中未观察到基横模Y-LP完全被抑制的现象,即未实现高阶模Y-LP的模式选择.

外光注入八字形腔的混沌动力学研究

基于外光注入带反馈的非线性光环镜理论模型,数值研究了外光注入八字形腔的混沌动力学特性。结果表明,随着外光注入功率的增加,非线性光纤环镜将经历倍周期进入混沌,这主要是由于注入的光信号在非线性环内传输的过程中由于光纤的非线性克尔效应产生非线性相移,光场经过多次迭代最终实现了混沌输出,为利用非线性光纤环镜实现混沌激光的输出提供了理论指导。

N型TOPCon晶硅太阳能电池光注入退火增效的研究

N型隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivating Contacts,TOPCon)太阳能电池完成印刷烧结后,再经过光注入,效率有明显提升,主要表现在V oc(开路电压)及FF(填充因子)的提升。其机理在于通过温度和光照强度调节费米能级变化,控制H总量及价态来提高钝化性能。钝化膜层的质量、硅基体掺杂浓度、光注入退火时的工艺温度等对光注入退火工艺提升效率有很大影响。实验证明转换效率越低的电池片经过光注入后效率提升幅度越大;转换效率越高的电池片缺陷会更小,经过光注入退火工艺后几乎无增益。另外同心圆在经过光注入退火工艺后会明显消除。本文主要研究温度、光强、基体电阻率、正表面金属接触面积大小、poly-Si(多晶硅)厚度对光注入退火工艺增效的影响。