基于蓝光LED的水下远距离通信系统设计

为满足水下远距离、高速率、低误码、高性能的通信要求,该文设计了一套低功耗、小型化的水下无线光通信系统。以蓝光LED阵列作为光源既提高了输出功率又增大了发射视角,以光电倍增管(PMT)作为探测器、极大提高了接收增益,整个收发系统以FPGA为基础,实现了数据的RS编解码,同时加入8B/10B编码以解决OOK调制的均衡问题,内部电路的优化处理提高了系统整体性能,外部结构设计控制收发视角以提高系统的能量传输效率。经水池实验测试,该系统可实现水下距离50 m,通信速率100 kb/s、误码率(BER)低于10^(-6)的稳定通信,为后续水下远距离无线光通信的发展奠定了基础。

N-TiO_(2)催化剂的制备及其在蓝光LED光照下对有机污染物的降解

分别采用机械化学法、水解沉淀法和溶胶-凝胶法合成了氮掺杂二氧化钛(N-TiO_(2))催化剂,以亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)和盐酸四环素(Tetracycline hydrochloride,TTC)为目标污染物.光催化实验及催化剂的形貌表征对比表明,水解沉淀法合成的N-TiO_(2)-H具有较高蓝光催化活性且颗粒分布均匀,无团聚现象.选用N-TiO_(2)-H进一步探讨煅烧温度、催化剂投加量、pH及降解底物初始浓度对光催化降解反应的影响.研究表明,400℃煅烧下制备的N-TiO_(2)-H具有最佳蓝光催化活性.当反应pH=7时,0.5 g/L N-TiO_(2)-H在460 nm蓝光照射下2 h可将初始浓度为5 mg/L的MB去除89.7%;当pH=5时,光照1.5 h可将初始浓度为50 mg/L的TTC,去除75.2%.

Si衬底GaN基蓝光LED老化性能

报道了芯片尺寸为500μm×500μm硅衬底GaN基蓝光LED在常温下经1000h加速老化后的电学和发光性能,其光功率随老化时间的变化分先升后降两个阶段;老化后的反向漏电流和正向小电压下的电流均有明显的增加;老化后器件的外量子效率(EQE)比老化前低;老化前后EQE衰减幅度在不同的注入电流下存在明显差异,衰减幅度最小处出现在发光效率最高时对应的电流密度区间。

不同波长蓝光LED对人体光生物节律效应的影响

以30名视力正常的学生为研究对象,采用剂量作业法、生理参数法和疲劳评价法研究了人体在峰值波长分别为468,457,453 nm的蓝光LED照明下的光生物节律效应。结果表明:在剂量作业法中,蓝光LED对错误率、工作速度和脑力工作指数的影响均为453 nm<457 nm<468 nm;在生理参数法中,468 nm蓝光LED对脉搏的变化影响最大,对收缩/舒张压的影响不明显;在疲劳评价法中,蓝光LED对人体舒适度的影响为453 nm<457 nm<468 nm。综上所述,在3种峰值波长蓝光中,468 nm的蓝光对人体光生物节律影响最大。

瓦级大功率InGaN蓝光LED的光色电特性

封装并测量了瓦级大功率InGaN蓝色发光二极管(LED)在不同正向电流IF驱动下的光通量、电功率、发光效率、发射光谱和色品坐标等参数的变化。研究表明,光通量与电功率随IF的增大呈亚线性增加,而发光效率η则下降。当IF从50mA一直增大到450mA左右时,发射光谱的峰值波长λp随IF的增加发生蓝移,蓝移现象可能与InGaN蓝光LED芯片在较大电流时能带被拉平以及In成分的作用有关。当IF大于500mA或800mA后,λp又发生红移,红移现象可能与大电流注入下InGaN蓝光LED芯片产生的热效应以及电子-空穴对辐射复合有关。此外,光谱的半峰全宽(FWHM)产生宽化现象,色坐标x和y值也发生变化。

SiN钝化膜对Si衬底GaN基蓝光LED性能影响

利用等离子辅助化学气相沉积(PECVD)系统在垂直结构Si衬底GaN基蓝光LED芯片上生长了SiN钝化膜,并对长有钝化膜及未作钝化处理的LED在不同条件下进行了老化实验,首次研究了SiN钝化膜对垂直结构Si衬底GaN基蓝光LED可靠性的影响。实验发现:经过30mA、85℃、24h条件老化后,未作钝化处理的Si衬底GaN基蓝光LED的平均光衰为11.41%,而长有SiN钝化膜的LED平均光衰为6.06%,SiN钝化膜有效地改善了LED在各种老化条件下的光衰,另外,SiN钝化膜缓解了Si衬底GaN基蓝光LED老化过程中反向电压(Vr)的下降,但对老化后LED的抗静电击穿能力(ESD)没有明显的影响。

蓝光LED投光灯具高温老化光电性能研究

为了实际工程对灯具进行快速筛选和评价的需要,研究大功率LED投光灯具的老化光电特性,应用高温老化和光电性能测试的方法,对大功率蓝光LED投光灯具进行了高温老化试验并做了光电性能测试,分析其光电参数在老化过程中的变化情况。实验结果显示,光通量参数值在老化过程中有不同变化,其中一种灯具光通量值有上升的情况。结果表明:在灯具光源选取一致的情况下,散热结构与驱动电源是影响灯具性能的两个主要方面。

基于蓝光LED的水下双向通信测试系统设计

蓝光在海水中具有良好的传输特性,使得水下可见光通信的优势明显,针对水下高速无线通信的需求,提出了一种基于蓝光LED的水下双向通信测试系统设计方案,完成了系统的整体硬件设计,并进行了下水测试。结果表明,该系统实现了水下通信链路60 MHz的带宽拓展,并在水下5 m距离实现了双向可靠通信。该系统验证了水下高速可见光双向通信的可行性,为今后研究基于可见光的水下高速无线通信奠定了基础。

静电对Si衬底GaN基蓝光LED老化寿命的影响

对几组本工程中心研制的S i衬底GaN基蓝光二极管(LED)施加了不同静电击打后,分别在30、50和70mA的驱动电流下进行了老化实验对比,施加静电电压分别为0、100、500和1 000 V。研究对比了1 000 V范围内的静电对S i衬底上GaN基蓝光LED老化寿命的影响,并对相关实验现象进行了分析。结果表明在1000V范围内施加不同的静电对其寿命没有明显的影响。

水下蓝光LED可见光语音通信系统设计

为测试和分析水下可见光通信系统的传输特性,设计了一款水下蓝光LED可见光语音通信系统,实现了语音信号的单向、短距离通信传输。采用模拟仿真方法构建了一套水下可见光通信系统,主要由发射电路、接收电路、电源模块以及透明水槽(模拟水下光学信道)等几部分组成,测试并分析了该系统的幅频响应特性。实验结果表明,当发射端输入信号电压幅值不变时,接收端输出信号电压幅值随发射端输入信号电压幅值增加变化较小,且频率和相位较稳定。

GaN基蓝光LED峰值波长蓝移现象分析及解决措施

分析了引起GaN基蓝光LED峰值波长不稳定的原因,它是由多量子阱区内极化效应引起的量子限制斯塔克效应造成的。讨论了通过弱化压电场,采用四元系结构,优化外延材料的生长条件和总应变量等措施来提高波长的稳定性,并指出了提高GaN基蓝光LED峰值波长稳定性的最优方案。

阵列式蓝光LED在黄疸治疗箱内照射均匀性的研究

对如何提高黄疸治疗箱内蓝光LED阵列照射均匀度的问题进行了研究。首先通过理论推导建立光照强度不同的LED内外阵列照射均匀度算法的数学模型。然后以目前医疗环境中黄疸箱内蓝光阵列的实际尺寸为例,通过编程迭代和仿真验证得到LED蓝光最佳的光照均匀度和LED阵列的排布。优化后的LED蓝光照射均匀度比传统的LED阵列均匀度提高了42.9%。

蓝光LED和GaN PD集成芯片双向照明通信性能研究

针对LED照明通信集成芯片的应用,设计了一种包括蓝光LED和GaN PD的双向通信集成芯片。工作时蓝光和紫外光形成两路光通信。集成芯片的小尺寸可使LED照明通信减少一半的灯珠数量以利于缩小系统体积。对集成芯片采用串口通信协议和开关键控(OOK)调制解调装置进行单向、双向通信测试及分析。实验结果显示,集成芯片实现单向照明通信时,紫外通信误码率在10-6以下,在双向通信且蓝光LED电流密度不大于2.8mA/mm2时,紫外通信误码率在10-3以下。

GaN基蓝光LED关键技术进展

以高亮度GaN基蓝光LED为核心的半导体照明技术对照明领域带来了很大的冲击,并成为目前全球半导体领域研究和投资的热点。本文首先综述了GaN基材料的基本特性,分析了GaN基蓝光LED制程的关键技术如金属有机物气相外延,P型掺杂,欧姆接触,刻蚀工艺,芯片切割技术,介绍了目前各项技术的工艺现状,最后指出了需要改进的问题,展望了末来的研究方向。

蓝光LED光引擎设计思考

LED照明市场呼唤LED巍引擎 LED照明灯具是一个电子产品，它不仅需要如传统灯具那样的结构、外壳，还必须给予各种串、并联矩阵的LED光源灯板、AC／DC的恒流驱动电源、铝或陶瓷等的散热器。因此，LED照明灯具生产厂家需要聘请电子、光学、结构的设计工程师；

不同波长蓝光LED对两个品种水稻秧苗生长的影响

传统的大田育秧方式容易受到自然条件的影响,如在连续的阴雨天容易导致烂秧,而采用人工可控的工厂化育秧则有助于解决此类问题。LED光源具有光质纯、光效高以及低能耗等优势,是一种有望在工厂化育秧中应用的人工光源。该研究以生长特性差异明显的水稻天优998(籼稻)和圣稻14(粳稻)为材料,在光强为(60±5)μmol·m^-2·s^-1、光周期为12 h·d^-1的条件下,以450、470和490 nm 3个波长的蓝光LED照射天优998和圣稻14秧苗,考察了不同波长蓝光对两个品种的三叶期和五叶期水稻秧苗生长的影响。结果表明:蓝光处理下两个品种、不同秧龄幼苗的壮苗指数、根系活力和根数增加,体内碳、氮代谢活性增强,抗氧化物酶活性也会增加。3个波长的蓝光对两个品种、不同秧龄水稻秧苗生长的影响存在差异,450 nm照射下水稻秧苗的各项生长指标较优,生产上育秧可根据秧龄选择450 nm或490 nm作为独立和组合光源。

20 m水下无线蓝光LED通信系统样机设计

在清澈海水中,透射窗口在蓝绿光波段,蓝光在海水中具有很好的传输特性。为了满足深海观测网络及平台间的高速率、大容量的通信需求,本文提出了一种水下无线可见光通信系统。该系统采用470 nm LED阵列拼接结构,增大束散角,并且提出采用菲涅尔透镜作为光学天线,实现大视场接收。在20 m的水下通信距离下,成功实现了5 Mbit/s通信速率,误码率低至10^(-6)的可靠通信,并完整地组装出了工程样机,为后续的水下动态激光通信系统奠定了基础。

GaN蓝光LED电极接触电阻的优化

通过分析LED的工作电压和晶圆上两相邻N电极间电阻来讨论快速退火(RTA)和表面处理对GaN基蓝光LED接触电极的影响。研究了p-GaN表面处理对Ni/Au与p-GaN接触电阻的影响。结果表明,用KOH清洗p-GaN表面比用HCl清洗更能有效地改善Ni/Au与p-GaN的接触电阻。讨论了在氧和氮混合气氛下两种退火温度对P电极接触电阻的影响,当退火温度从570℃升到620℃时接触电阻升高。研究了氮气氛下不同退火温度和时间对LED电极接触的影响,发现在480℃下连续退火对N接触有利,但却使P接触变差,而450℃、10 min的氮气氛退火能同时得到较好P接触和N接触。

刻蚀深度对Si衬底GaN基蓝光LED性能的影响

在Si衬底上生长了GaN基LED外延材料,将其转移到新的硅基板上,制备了垂直结构蓝光LED芯片.本文研究了这种芯片在不同n层刻蚀深度情况下的光电特性.在切割成单个芯片之前,对尺寸为200μm×200μm的芯片分别通高达500mA的大电流在测试台上加速老化.结果表明:刻蚀深度为0.8和1.2μm的芯片相对于刻蚀深度为0.5μm的芯片,其正向电压更低且光强衰减更慢,抗静电性能随老化时间变得更稳定;刻蚀深度为0.8μm的芯片抗静电性能强于刻蚀深度为1.2μm的芯片.

蓝光LED实用典型电路分析

LED照明技术作为一种新型环保技术,在实际中的发展应用速度非常快,在实际应用中不仅使用功耗比较低、寿命长,并且本身具有尺寸小和绿色环保等优势,非常受欢迎。近年来,随着LED照明技术在实际应用中的发展提升,通过蓝光LED进行实用器件研发已经成为比较常见的现象。本文将借助大功率蓝光LED,在对其技术原理应用基础上,进行基于IRIS4011的大功率蓝光LED光源驱动恒压恒流电路设计,并对其设计过程进行分析。