基于电磁有限导体面镜像的抗干扰天线技术研究

针对2 400 MHz频段的电磁干扰问题进行了研究,基于物理层微带技术,结合电磁有限导体面镜像和阵因子叠加原理,设计了一种具有特殊辐射性能的天线结构,并对天线介质进行了研究,通过试验验证其对Wi-Fi、TD-LTE等网络的抗干扰特性,对降低信道报文重传率、提高信道报文传输速率等方面效果明显。

孤立导体面电荷分布与高斯曲率的关系

§1.引言尖端放电效应早已为人们所熟知.但电荷在导体表面究竟如何分布,这种分布与导体表面各部分的几何形状的关系如何,对于这个应属电动力学的问题,却不见电动力学论著有所论述.其原因可能是相应的数学问题太复杂.目前,对此问题的表述方法很多,许多是不严格的,有的甚至是不正确的,因此有必要将这个问题讨论一下. 带电导体的电荷分布不仅受形状的影响,而且受外场和外源的影响;外场。

高功率1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器

针对目前激光医疗、食品药品检测等领域对橙黄色激光的应用需求,开展了高功率基频光1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)研究。提出激光谐振腔内大尺寸基模光斑外腔结构,使VECSEL腔内模式匹配较大泵浦光斑尺寸,实现了高功率激光输出;提出增益峰-腔模失谐结构,增益峰与腔模温漂系数不同,高泵浦功率下具有良好的增益峰-腔模匹配,实现高泵浦功率工作下的激光波长稳定控制。制备的VECSEL器件在1150 nm激光波长的输出功率达到9.38 W,并获得良好的圆形对称的输出光斑形貌,光斑在正交方向上的发散角分别为7.3°和7.5°。

垂直外腔面发射半导体激光器的双波长调控研究

报道了一种结构紧凑的垂直外腔面发射激光器(Vertical-External-Cavity Surface-Emitting Laser,VECSEL)及其双波长调控。通过调控泵浦光功率,实现了VECSEL输出的两个激光波长之间的相互转换,双波长的间隔接近50 nm。VECSEL的输出功率曲线呈现明显的两次翻转,翻转点对应了激射波长的转换。这是由于泵浦功率变化改变了增益芯片内部的温度,进而通过热调谐使得发光区增益峰值被调谐到腔模的不同位置。在0℃时,每个激射波长的最大输出功率都在1.5 W以上。随着泵浦功率的改变,激射波长可以在950 nm和1000 nm之间切换,同时还可以在1.5 W以上的功率水平下实现双波长同时激射。这种可切换波长及双波长同时激射的VECSEL器件在光调制、差频等领域有较大应用潜力。

新型光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器

用量子阱技术生长的半导体材料作激光增益介质,Al GaAs/GaAs对做布喇格反射镜,并以简单的平凹腔做谐振腔,半导体激光器作泵浦源,制作出了光泵垂直外腔面发射半导体激光器.在抽运功率1.5W时,得到了中心波长1005nm、最大输出功率40mW的激光,光-光转换效率2.7%.

导体线面连接问题中奇异函数积分的计算

在线面连接问题中 ,电流展开函数包含体展开函数、线展开函数和连接点展开函数三类。求解电场积分方程的积分项是电流基函数及其散度分别与自由空间格林函数的乘积 ,由于连接点展开函数含有一个奇异点 ,所以被积函数中含有两个奇异点。本文通过积分变换消除了奇异点 ,并将二重积分化为一重积分 ,使计算精度得到提高。计算实例验证了本文方法的正确性。

光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究进展

近年来,光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器由于其光束质量好、可实现大功率输出,受到了广泛的关注。在介绍其基本工作原理的基础上,综述了不同波段光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究现状与进展,并分析、讨论了实现高功率光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器面临的主要问题及解决方案。

高温工作垂直腔面发射半导体激光器现状与未来(特邀)

垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)具有可调控的光斑形貌、易于二维集成、窄光谱宽度、尺寸小等独特优势,尤其是VCSEL激光器高的波长温度稳定性与无腔面损伤特性,在工作温度要求苛刻的高温环境下具有极为优秀的工作表现。介绍了VCSEL激光器的结构原理,对VCSEL激光器在高温工作时激光腔模与增益的温度稳定特性进行了分析。对量子精密测量碱金属原子泵浦高温VCSEL激光器进行分析,并对其国内外发展历程与进展现状进行了介绍;分析数据中心能耗问题带来的高温高速VCSEL激光器需求,并对850 nm与980 nm两个波段的高温高速VCSEL发展历程进行了介绍;最后对高温工作VCSEL激光器未来的发展方向进行了总结展望。

孤立带电导体的面电荷分布

在静电场中,导体的面电荷分布取决于它的总电荷、几何参数(面曲率、构形和尺寸)以及它所处的空间环境.本文给出若干论述,得到如下的结论:在静电学中,对导体表面电荷密度不存在普遍适用的确定的显含导体的面曲率的函数公式。

1550 nm毫瓦级单横模垂直腔面发射半导体激光器

报道了国内首次实现出光功率达到毫瓦量级的单横模1550 nm波段垂直腔面发射半导体激光器(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL).设计了基于InAlGaAs四元量子阱的应变发光区结构;设计并制备了具有隧穿特性的台面结构,实现了对载流子空穴的高效注入及横向模式调控;采用半导体分布式布拉格反射镜与介质反射镜结合的方式制备了1550 nm VCSEL的反射镜结构.VCSEL中心波长位于1547.6 nm,工作温度为15℃时最高出光功率可达到2.6 mW,最高单模出光功率达到0.97 mW,最大边模抑制比达到35 dB.随着工作温度增加,激光器最高出光功率由于发光区增益衰减而降低,然而35℃下最大出光功率仍然可以达到1.3 mW.激光器中心波长随工作电流漂移系数为0.13 nm/mA,并且激光波长在单模工作区呈现出非常一致的漂移速度,在气体探测领域具有很好的应用潜力.本研究为下一步通过高密度集成获得高功率1550 nm VCSEL列阵奠定了基础.

改进多相粒子群算法反演粗糙面下方导体目标

提出了一种能快速有效反演介质粗糙面下方导体目标参数的方法——改进多相粒子群算法,优化以双站散射系数的测量值和理论计算值为偏差的目标函数,当目标函数达到最小值时,实现地下目标参数的反演。为加快反演过程,提高反演精度,正问题采用了快速互耦迭代算法这一数值算法来快速准确求解双站散射系数。逆问题采用了基于子群和母群交叉搜索机制以及小种群策略的改进多相粒子群算法,能减少目标函数计算次数(对应正问题计算次数)、提高全局寻优能力。文中反演了一维粗糙面下方截面为圆柱和任意连续形状的导体目标,仿真实验验证了算法具有较好的反演精度和较强的抗随机噪声能力。

金硅面垒半导体探测器温度特性测量与补偿

金硅面垒半导体探测器多用于α粒子的探测,由它组成的α、β谱仪对环境温度的变化比较敏感,表现为α谱峰位的漂移,为了了解温度对金硅面垒半导体探测器的影响,对其进行了测试研究,以便提高系统的测量精度。

无限长椭圆柱面导体电容的计算

通过保角变换简化无限长椭圆柱面导体电容的计算。

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器的原理与应用

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)是二极管泵浦的多量子阱增益介质半导体激光器。近年来,光泵浦垂直外腔面发射激光器作为半导体能带工程的新成果,在理论和实验方面均取得了令人触目的进展。该器件具有较高的输出功率、卓越的光束质量和紧凑的结构。薄片式的激活介质避免了棒状介质的热透镜效应,周期性共振增益(PRG)结构提高了多量子阱内的受激辐射截面,分布布拉格反射器(DBR)减少了谐振腔的损耗。相对于晶体棒作激活介质的固体激光器来说,这种新型激光器可以通过半导体能带工程提供更加广泛的波长选择范围。它克服了电泵浦边发射和电泵浦面发射半导体激光器的限制,可以提供近衍射极限的基模或TEM01模的圆形光斑。

光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器的热管理

在实验基础上分析了光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器(OPS-VECSEL)的热管理,建立了一维静态热传导方程,并结合数学工具Matlab解热传导方程,得出热沉的热导率及DBR热导率变化对器件温度的影响。实验中采用的热沉为铜热沉,用光致发光谱测量方法估算器件的温度升高。理论计算与实验结果都表明,采用铜做热沉时器件的温度升高。因此应采用热传导系数大的材料来取代铜作热沉材料,以提高器件的性能。同时表明这种简单的计算模型能为器件的设计提供有用的理论分析与指导。

金硅面垒型半导体探测器在氢气环境下失效现象的实验研究

当金硅面垒型半导体探测器在氢气环境下使用的时候,α能峰会向低能方向飘移,直至淹没在电子学噪声中。本文通过实验介绍了金硅面垒探测器在氢气环境下的这种失效现象,总结了失效现象的规律;提出了金硅面垒探测器在氢气环境受影响的机理,并进行了实验验证。

在刻度Si(Au)面垒半导体探测器中发现的一个问题及其解决方法

在刻度Si(Au)面垒半导体探测器过程中观察到241Am标准放射源的的峰道址随入射窗的位置及大小的移动现象。猜测原因可能是Au层镀的不均匀导致电子-空穴对的复合几率增加,但具体原因仍需要进一步分析。由于这对重离子-原子碰撞实验中测量背散射谱极为不利,我们给出解决该问题的方法是固定入射窗的位置及大小,并刻度两套背散射谱仪,其对称放置在靶室内同时测量背散射离子,通过比较便可得到可信的实验结果。

45°内反射镜高功率InGaAs/AlGaAs/GaAs面发射半导体激光器结构设计和制备

研究了具有45°内反射镜的0 98μm辐射波长的应变InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱面发射半导体激光器结构,并采用MBE方法进行了材料制备。同时利用X射线双晶衍射,低温(10K)光致发光(PL)和电化学C V方法检测和分析了外延薄膜的光电和结构特性。在光致发光谱线中我们得到了发射波长0 919μm的谱峰,谱峰范围跨跃0 911～0 932μm,双晶回摆曲线、电化学C V分布曲线显示所设计的结构基本得到实现。

高功率垂直外腔面发射半导体激光器增益设计及制备

垂直外腔面发射半导体激光器(vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL)兼具高功率与良好的光束质量,是半导体激光器领域的持续研究热点之一.本文开展了光抽运VECSEL最核心的多量子阱增益区设计,对量子阱增益光谱及其峰值增益与载流子浓度及温度等关系进行系统的理论优化,并对5种不同势垒构型的量子阱增益特性进行对比,证实采用双侧GaAsP应变补偿的发光区具有更理想的增益特性.对MOCVD生长的VECSEL进行器件制备,实现了VECSEL在抽运功率为35 W时输出功率达到9.82 W,并且功率曲线仍然没有饱和;通过变化外腔镜的反射率, VECSEL的激光波长随抽运功率的漂移系数由0.216 nm/W降低至0.16 nm/W,证实外腔镜反射率会影响VECSEL增益芯片内部热效应,从而影响VECSEL激光输出功率.所制备VECSEL在两正交方向上的发散角分别为9.2°和9.0°,激光光斑呈现良好的圆形对称性.

面发射分布反馈半导体激光器及光栅耦合半导体激光器

阐述了以曲线光栅面发射分布反馈半导体激光器(SEDFB)为代表的SE-DFB器件的原理和结构,讨论了它们的性能和特点并与其他类型的半导体激光器进行了比较。指出依靠曲线光栅特殊的衍射特性,可实现对模式的控制和二维漏模耦合阵列化出光,得到窄线宽(典型值0.08nm)、小发散角(典型值0.5mrad)、高亮度(单管近衍射极限3W(CW))和大功率(单管最高73W,列阵为kW级)的激光。综述了SE-DFB的发展历程、现状及未来的发展趋势,强调由于曲线光栅耦合SE-DFB激光器兼具边发射和面发射器件的优势和诸多其他优秀性能,将其应用于不同材料体系,不同结构的半导体激光器及其阵列,制作不同波段的高功率、高光束质量的SEDFB器件会有很好的研究意义和应用前景。