基于改进型LOG算子的图像增强方法在InGaAs宽光谱红外器件中的应用

传统的LOG(高斯-拉普拉斯)算子,由于高斯函数关于中心对称,故它具有各向同性的特点,不能对不同方向的边缘进行有效地检测。基于此,建立并推导了一种改进型的LOG算子,引入了尺度参量和角度参量,改进后的LOG算子是各向异性的,能对不同方向的边缘更有效地检测,从而能更好地增强图像中目标细节。将这种改进后的LOG算子用在InGaAs宽光谱红外器件上,对其所成图像进行图像增强,经过在MATLAB里对于同一幅图像进行比较试验,结果表明相比于传统的高斯-拉普拉斯算子,改进型LOG算子检测到的图像边缘更多,同时对噪声的抑制效果更好,图像细节增强效果更好。

高性能InP/InGaAs宽光谱红外探测器

In P/In0.53Ga0.47As短波红外探测器是一种高性能的近室温工作器件,从200 K到室温下都能获得较好的器件性能,从而大大降低了对制冷的要求。为了充分利用目标在可见光和短波波段的光谱信息,通过特殊的材料结构设计和器件背减工艺,成功实现了320×256In P/In Ga As宽光谱红外探测器,能够同时对可见光和短波红外响应,并从77 K到263 K工作温度下实现了对人脸、计算机及室外2.3 km处的景物成像。测试样管平均峰值探测率为2×1012 cm Hz1/2/W,光谱响应为0.6~1.7μm,光谱响应测试和成像结果同时验证了In P/In Ga As宽光谱探测器对可见光信号的探测。相比标准的In P/In0.53Ga0.47As短波探测器,In P/In Ga As宽光谱探测器显示了可见/短波双波段探测的效果,大大丰富了探测目标的信息量,可显著提升对目标的识别率。

宽光谱范围高响应度的InGaAs/InP光电探测器

报道了一种在0.6～1.65μm波段使用的InGaAs/InP光电探测器。该探测器使用的是外延在InP衬底上的InGaAs材料,探测器结构采用PIN结构通过选择性扩散的方法制作,通过调整掩模尺寸和控制扩散条件,可以制备出具有不同光敏面尺寸及光电特性的探测器。封装后光电探测器在0.6～1.0μm波段的响应度大于0.2A/W,其中,在1.0μm～1.65μm波段的响应度超过0.8A/W,5V偏压下的暗电流小于2nA。经过老化试验,探测器的寿命可以超过105h,器件的可靠性和稳定性已经达到商用标准。由于出色的工艺稳定性和器件性能的一致性,该探测器可做成适用于多通道甚短距离光传输用的探测器阵列。

宽光谱超大孔径反衍望远系统设计

二元光学元件具有许多传统光学元件无法比拟的优越性。利用2个二元光学元件作为系统的物镜和目镜,通过确定各元件的基本结构、孔径大小,设计了25 m的超大孔径反衍混合望远系统。所设计系统的弥散斑大小及MTF函数都能够达到设计要求。使用谐衍射透镜代替普通衍射透镜,对系统进一步改进,使望远系统获得了较宽的光谱范围。试验结果表明:改进后的系统无论在单一光谱、多频带光谱或者连续光谱范围,都能够获得接近衍射极限的成像质量。

亚单层InGaAs量子点-量子阱异质结构的时间分辨光致发光谱

测定了亚单层InGaAs/GaAs量子点-量子阱异质结构在5K下的时间分辨光致发光谱.亚单层量子点的辐射寿命在500ps至800ps之间,随量子点尺寸的增大而增大,与量子点中激子的较小的横向限制能以及激子从小量子点向大量子点的隧穿转移有关.光致发光上升时间强烈依赖于激发强度密度.在弱激发强度密度下,上升时间为35ps,纵光学声子发射为主要的载流子俘获机理.在强激发强度密度下,上升时间随激发强度密度的增加而减小,俄歇过程为主要的载流子俘获机理.该结果对理解亚单层量子点器件的工作特性非常有用.

基于双层格栅的超材料太赫兹宽频反射器

提出一种基于超材料的由上下层格栅金属和中间层聚酰亚胺薄膜组成的太赫兹宽频反射器,可解决现有反射器遇到的反射率与反射带宽无法同时最优的问题。利用时域有限差分法对该反射器的反射性能进行研究和分析,通过优化金属层数、中间层聚酰亚胺薄膜厚度、格栅周期长度及格栅宽度等,确定了可以同时提高反射带宽和反射率的特征尺寸。结果表明:这种反射器在太赫兹频段具有优异的反射性能和较大的反射带宽,在0~4.0 THz工作频段内,其反射率在0.98以上的频段宽度可达2.04 THz。所提结构为太赫兹宽频通信技术的发展提供了一种高性能反射器件的设计方案。

光子筛成像技术研究进展

光子筛是一种新型的纳米成像元件,具有高分辨、质量轻、体积小及易复制的优点,对于成像系统轻量化以及极短波谱区成像具有重要意义。根据解决的具体问题对国内外光子筛研究成果进行分类,从成像对比度的增加、衍射效率的提高、宽光谱成像和高数值孔径光子筛设计等方面详细介绍了光子筛的发展现状,并针对这四方面研究内容分析了目前尚需解决的技术问题。这些问题仍然是今后光子筛研究的主要方向。指出光子筛实用化面临的其他客观存在的问题,并展望了光子筛在天文望远镜、显微镜和光刻等领域的应用前景。

非富勒烯小分子有机太阳能电池电子受体材料的研究进展

富勒烯及其衍生物是一类重要的n-型电子受体材料,在有机太阳能电池器件中发挥了至关重要的作用.但由于富勒烯材料吸光波长较窄、亲和能高、溶解性差等,严重限制了富勒烯作为有机太阳能电池n-型电子受体材料的更广泛应用和器件性能的进一步提升.非富勒烯n-型电子受体材料具有能级可调、合成简便、加工成本低、溶解性能优异等特点,更重要的是,此类材料在可见太阳光光谱中比富勒烯及其衍生物材料有更加宽广的吸收范围;近年来,受到越来越多的关注和研究.本文较为系统地阐述了非富勒烯小分子材料作为有机太阳能电池n-型电子受体材料的研究进展,并对其发展前景作了展望.