原向反射式大面积三角形探测光幕灵敏度分布

分体式大靶面测试系统的探测光幕灵敏度直接影响飞行弹丸速度测量的精度。可在散布不大的情况下,使用反射膜与激光器代替矩形大面积测试系统中的人工光源,简化测试系统。对新建的三角形探测光幕的灵敏度进行了分析,综合考虑激光器在不同传播距离处的光强度衰减、空间的非均匀性分布及反射膜逆反射系数和镜头离轴效应等因素,采用数值仿真和实弹试验的方法,将同一弹径的弹丸穿过光幕不同位置时的灵敏度等效到同一基准点进行归一化分析。结果显示,镜头离轴效应对灵敏度影响最大,激光器空间非均匀性分布影响最小。在3.5 m×2 m(宽×高)的直角三角形探测光幕区域进行实弹试验,其结果与仿真结果一致,距镜头越近,灵敏度越高;反之越低。研究结果可为类似原向反射式大面积探测光幕的工程设计提供参考。

探测光幕的高速弹丸红外辐射信号获取研究

为了解决光电探测靶在低照度环境下不能工作的问题,提出采用红外探测技术改善其低照度探测性能。利用普朗克定律,分析高速弹丸作用于探测光幕的红外辐射特性;结合探测光幕,分析高速弹丸穿越光幕的红外辐射通亮的变化;利用红外探测器的响应率,建立红外电压信号输出模型,设计红外探测放大电路与数据采集电路,通过实验,飞行弹丸穿越光幕瞬间,探测系统输出的信号明显,在小口径弹作用下,输出幅值可达1V。

探测光功率对半导体全光波长变换器性能的影响分析

根据半导体光放大器的高频滤波效应，利用动态载流子恢复时间的概念，分析了基于半导体光放大器交叉增益调制的全光波长变换器中变换信号的波形、啁啾与探测光功率的关系．理论计算表明，在保持变换信号消光比相同的情况下，在大的探测光功率下，变换信号的波形将变好，并且啁啾对变换信号码间干扰的影响会减小，理论很好地解释了文献中的实验结果．

大靶面探测光幕灵敏度分析与修正

为了解决室内10 m×10 m大靶面探测光幕灵敏度分布不均匀的问题,研究了镜头光幕探测传感器灵敏度分布规律。依据镜头式光度学理论,分析了影响光幕探测灵敏度的主要因素,建立探测灵敏度数学模型,获得幕面内不同位置的弹丸过幕信号幅值变化趋势。最终提出了灵敏度修正方案,通过改变光幕靶不同位置光源的发光亮度,来实现探测幕面内灵敏度分布均匀化。修正后的探测光幕采用气枪弹验证可知,灵敏度能满足大靶面灵敏度均匀化要求。

真空场诱导的量子相干性对Λ-型三能级原子的探测光的吸收和散射的影响

用数值方法考察了在真空场诱导的相干性存在的条件下,探测路径和耦合路径上的非相干粒子数抽运对探测光的吸收和散射的影响.在耦合路径上的抽运抑制了探测光的透明.当耦合路径上的衰变率大于探测路径上的衰变率时,探测路径上的抽运导致了非逆转增益现象的产生.当真空场诱导的相干性存在时,增益图像被倒置了.当耦合路径上的衰变率等于探测路径上的衰变率时,仅当真空场诱导的相干性存在时才有增益现象.

调制探测光的双光束热透镜光谱仪

热透镜光谱(Thermal Lens Spectrophotometry,TLS)是光热光谱大家庭中的一个成员,它测量样品吸收光辐射后产生的热,从而得到样品的吸光系数。由于TLS具有很高的灵敏度,它已被成功地应用于测量气体、固体、液体样品的吸光系数。使用TLS还可精确测量一些荧光物质的荧光量子效率。

大面积三角形探测光幕灵敏度空域分布分析

分体式探测光幕实现室内靶道弹丸初速测试时,探测光幕的灵敏度直接影响初速测量的精度。研究了线光源配接镜头式接收装置组成大面积三角形探测光幕的灵敏度分布,考虑光学镜头离轴效应和线光源随距离衰减现象,将探测光幕内不同位置处光照度等效到线光源处,假设光幕厚度均匀,弹长始终大于幕厚,弹丸遮挡探测光幕所形成的面积与当前区域光幕截面积之比等效为弹径与当前位置处光幕宽度之比。在4.8 m×2.4 m三角形探测光幕上进行理论仿真与实弹试验验证,仿真分析与实弹试验结果一致,靠近镜头处灵敏度大,远离镜头处灵敏度小,且关键探测区域内模拟电压幅值标准差为0.05 V,均匀性符合测试要求。研究结果可为三角形探测光幕的工程设计提供参考。

用光纤中的光相干探测光热光谱

通过理论和实验给出了一种新的光热光谱方法。利用光纤Y型耦合器和光干涉方法探测光热光谱 ,具有设备简单、探测精度高的特点。

探测光对里德堡原子微波超外差接收系统瞬时带宽影响研究

瞬时带宽是里德堡原子微波超外差接收系统的关键技术指标之一,直接影响其在通信、雷达、导航等领域的实际应用。根据激光-原子-微波相互作用机理,系统中使用的激光参数对瞬时带宽具有较大影响,尤其是探测光直径和探测光功率等。采用光学透镜组合对探测光光束直径进行调控,采用半波片对探测光功率进行调控。实验测量了不同探测光直径和功率下,系统的瞬时带宽并分析其影响规律,为里德堡原子微波超外差接收系统的优化设计提供技术支撑。实验结果表明,探测光光束直径和功率的减小能够实现系统瞬时带宽的拓展,对系统瞬时带宽拓展能力逐步增强,但随着光束直径和功率的减小,其响应幅度也减小。

用于InGaAs单光子探测器的微透镜阵列及表征

微透镜与探测器芯片的集成应用可以提高探测器的光能利用效率,从而提高探测器的灵敏度。针对两种InP基InGaAs单光子红外探测器,分别设计了材料为磷化镓和硅的两种方形孔径微透镜阵列。介绍了微透镜阵列结构参数的设计流程并分析了每个步骤的设计要点,利用光线追迹软件对设计的微透镜阵列结构参数进行仿真校核,确定了两种微透镜阵列符合设计要求。使用台阶仪和共聚焦显微镜对制作完成的两种微透镜阵列进行了形貌检测,计算得出两种微透镜阵列的曲率偏差分别为1.38%和3.44%。实验测试了1.064μm波长下两种微透镜阵列在空气中的焦距,与模拟结果对比,得到焦距偏差为5.69%和2.76%。通过分析微透镜的制作工艺,两种偏差符合应用需求。

c轴倾斜的BiCuTeO薄膜的制备及其脉冲光探测

BiCuTeO是近年来新发现的一种P型热电材料.本文利用脉冲激光沉积技术在LaAlO_(3)单晶衬底上制备了c轴10°倾斜的BiCuTeO薄膜,研究了生长温度对薄膜物相和表面形貌的影响,基于横向热电效应测试了其脉冲光探测特性.结果发现:380℃生长的薄膜晶体质量最优;在308 nm脉冲激光辐照下,输出电压灵敏度达到9.5 V/mJ、上升时间为68 ns,该灵敏度优于相同晶系的BiCuSeO及横向热电效应研究的许多材料,表明该薄膜在高灵敏、快响应的紫外脉冲光探测领域具有重要的应用潜力.

短波红外有机光探测材料的发展

短波红外光探测技术在军事国防、工业制造、医疗诊断等领域得到了重要应用,然而昂贵的价格限制了该技术的普及和应用场景的拓展。发展基于新型光敏材料的短波红外光探测被认为是该技术实现大规模应用的关键。有机光探测器在低成本和柔性化两方面具有显著的优势,在短波红外光探测领域发展十分迅速,有望与In Ga As和量子点等技术实现互补,在物联网与人工智能经济领域的低成本需求端实现大规模应用。该文对有机光探测器的工作原理和性能参数做了基本介绍,系统总结评述了聚合物和小分子两类短波红外有机光探测材料的发展,以及短波红外有机光探测技术的应用。

DPP基窄带隙聚合物光伏型探测器性能研究

有机/聚合物光探测器以其光谱选择可控、带隙可调、制备工艺简单、易于实现大面积柔性器件等突出优点,一直备受关注。选择结构简单的3,3′-双甲氧基取代的联二噻吩(OT)、3,4-二甲氧基噻吩(O)和3,6-二甲氧基噻并[3,2-b]噻吩(OTT)等寡聚噻吩单元作富电子单元,吡咯[3,4-c]吡咯-1,4-二酮(DPP)作缺电子单元,制备系列D-A型窄带隙共轭聚合物POT-DPP,PO-DPP和POTT-DPP,并对聚合物的热稳定性、吸收光谱、聚集状态、能级及其光伏型探测器件的光伏性能、电荷迁移、复合损失过程及比探测率(D*)等进行了系统研究。其中含更大共轭平面的POTT-DPP:PC71BM的光探测器的探测性能最佳,在400 nm和850 nm处的D*分别为1.87×10^(11)Jones和1.67×10^(11)Jones,这主要受益于器件中高且平衡的空穴/电子迁移率,能更好地抑制双分子复合、陷阱辅助复合以及形成更有利的光敏层表面形貌。此项工作证明,通过增大D-A型共轭聚合物主链上的富电子单元的有效共轭面积,可以调节聚合物的带隙,促进探测器件载流子迁移,抑制其复合,从而促进光伏型光探测器件性能的显著提升。

柔性浅埋物的声-振智能探测

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型;然后,搭建声-光融合智能探测系统,构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集;最后,对数据集进行训练和测试,验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明:在给定实验条件下,柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%,召回率为84.72%,平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别,适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。

高速光探测器的集成微透镜结构设计与制备

高速光探测器以获得更高的3 dB带宽为目标,减小器件台面面积能够使结电容降低从而提高带宽,但同时也增大了系统中的光耦合损耗。针对该问题,在高速光探测器衬底背面单片集成微透镜结构是一种有效的解决方案,该结构可通过补偿对准偏差来提高器件的光耦合效率。设计了一种面向数据中心应用的,与1.31μm光探测器芯片单片集成的InP基微透镜结构;通过热熔法制作微透镜胶型,并利用电感耦合等离子体刻蚀实现微透镜胶型转移,电感耦合等离子体刻蚀过程选择SiCl4和Ar作为刻蚀气体以保证实验的安全性;制备了一种直径90.3μm、冠高18.5μm、表面形貌光滑的InP基微透镜结构。单片集成微透镜的PIN光探测器在1.31μm波长处,入射光偏离主光轴3°的情况下,光探测器的响应度仅下降4%。

光伏探测器响应非线性的机理分析

随着光伏探测器在傅里叶变换红外(FTIR)光谱探测领域的广泛应用,光伏型器件的响应非线性现象逐渐成为影响FTIR光谱反演精度的关键问题。文章对光伏探测器的响应非线性进行研究,首先,总结了光伏探测器的一般原理与等效电路;然后,对导致探测器出现响应非线性的内部效应与外部因素进行分析;最后,总结了内外因素之间的关联,并在结论中给出了对探测器进行非线性校正的工作方向。这对揭示半导体器件对不同通量辐射的响应规律、对于改善研究光伏探测器的非线性问题以及提高FTIR光谱探测精度具有重要的意义。

氯苯反溶剂法制备高性能Cs_(3)Bi_(2)I_(9)基全无机类钙钛矿光电探测器

全无机组分的类钙钛矿Cs_(3)Bi_(2)I_(9)不含铅离子,无毒环保且具有较好的稳定性.目前报道的大多数Cs_(3)Bi_(2)I_(9)基光电探测器多采用Cs_(3)Bi_(2)I_(9)单晶薄膜制备,虽然光电性能优异,但制备相对复杂.采用一步法,通过在旋涂过程中优化旋涂速度和氯苯反溶剂的添加时间,最终获得均匀平整的Cs_(3)Bi_(2)I_(9)非晶薄膜,并制备出光/暗电流比高达10^(4)的高性能平面光电导型光电探测器.这表明添加反溶剂制备的非晶Cs_(3)Bi_(2)I_(9)薄膜光探测器是一种性能优异的器件,有较大的应用潜力.

基于光功率探测的光纤熔接机光纤对准控制技术

为避免光功率过度损失,保证光纤信号的准确对接,研究基于光功率探测的光纤熔接机光纤对准控制技术。根据光功率探测原则调整光纤结构连接形式,联合本征因素、非本征因素的数值计算结果,实现基于光功率探测的光纤熔接损耗量统计。建立纤芯边缘追踪表达式,通过求解光纤拟合度指标数值,确定几何对准系数的取值范围,实现对光纤熔接机光纤的对准与控制处理。实验结果表明,基于光功率探测的控制方法可以将光纤信号对接角度偏差控制在15°之内,能够有效解决因信号对接准确度过低而造成的光功率过度损失问题。

零偏压下近红外集成单波长波导光探测器

提出了一种基于InGaAsP材料的零偏压单片集成波导光探测器。该器件单片集成了光子晶体(Photonic Crystals,PC)滤波器、锥形耦合器、零偏压波导光探测器(Wave-Guide Photodetector,WGPD)以及直波导,形成了一个平面微纳光信号接收子系统。集成的波导光探测器吸收峰值波长位于1.55μm处,光谱线宽仅1.6 nm。设计的波导光探测器在无外加偏压时具有良好性能,经优化,当其面积为4μm×15μm时其3 dB带宽达78 GHz@0 V,响应度为0.78 A/W。整个器件基于组分可调的InGaAsP材料,实现多功能器件的单片集成,具有高性能、小体积、低功耗、窄线宽等特性。

MoO_(3)覆盖层对MoS_(2)基光伏型光电探测器性能的影响

基于范德瓦耳斯力的异质结构为设计和研究高性能光电器件提供了无限的可能.本文报道了一种基于MoS_(2)/MoO_(3)的光伏型光电探测器,为了实现光伏性能,实验构建Au/MoS_(2)的非对称肖特基接触.为提高其光电性能,实验采用超薄的MoO_(3)作为覆盖层构建MoS_(2)/MoO_(3)异质结,利用MoO_(3)可见光吸收特性及良好的光透过性增加MoS_(2)材料内参与导电的电子.实验通过原子层沉积(ALD)法制备MoO_(3),并通过调控厚度来优化器件的光响应性能.研究结果表明,覆盖层MoO_(3)越薄异质结光吸收效率越高,且抑制暗电流增益的效果越显著.相比单一的MoS_(2)基光伏型光电探测器,MoS_(2)/MoO_(3)异质结器件光响应度增强近10倍,响应度高达916.121 A/W,探测率约2.74×10^(11)Jones,响应时间约73μs,有效解决平面型光伏器件响应度低的问题.本研究通过异质结构设计及其覆盖层的厚度优化,成功实现对平面型MoS_(2)基光伏器件的光电性能改善,为未来开发高性能MoS_(2)/氧化物异质结光电探测器提供参考方案.