长波段半导体激光泵浦光纤激光器实现2 kW功率输出

半导体激光(LD)泵浦的高功率光纤激光器具有效率高、体积小、重量轻、稳定性好等优点,在工业加工等诸多领域都有着广泛的应用。为了提高泵浦光吸收率,传统光纤激光器常用915 nm和976 nm波段的LD作为激光的泵浦源。在该类LD泵浦的光纤激光器中,由于量子亏损和泵浦吸收系数相对较高,光纤激光器的热致模式不稳定(TMI)阈值相对较低。为了提高量子效率和潜在的TMI阈值,提出采用大于1010 nm波段的LD直接泵浦光纤激光器,产生高量子效率激光。搭建了振荡放大一体化的全光纤激光器,采用总泵浦功率为2.56 kW的1010 nm波段LD泵浦,首次获得输出功率2.05 kW、光束质量M^(2)约1.7的激光。后续将通过进一步增大泵浦功率、优化光纤特性以实现更高功率、更优光束质量的光纤激光输出。

位移电流测试方法的改进及应用

自从麦克斯韦第一次提出位移电流这一概念之后,其在薄膜表征中便得到广泛的应用。然而,在课堂教学中,极少涉及位移电流的测试原理及相关应用讲解,更缺少对其实际应用的介绍。本文从位移电流的测试原理出发,联系实际应用,提出了基于周期性阶跃电压驱动的电流测量(CPSIV)的新方法。这将有效地加深学生对于位移电流物理本质的深入理解。同时,我们以量子点发光二极管(QLED)为平台,对这一新的测试方案进行了实验验证。针对其中空穴传输层薄膜的缺陷特性及其对器件性能的影响进行了表征,揭示了器件的发光开启机制,证实了我们方案的可靠性。

CsPbBr3量子点辅助结晶制备高效钙钛矿太阳能电池

钙钛矿活性层是钙钛矿太阳电池中的重要组成部分,其成膜质量影响着钙钛矿太阳能电池的器件性能.该文介绍了一种晶体种子辅助钙钛矿薄膜结晶的方法,即在PbI2溶液中预先引入少量的CsPbBr3量子点作为种子晶体,诱导钙钛矿的自下而上结晶,促使形成高质量的钙钛矿薄膜.扫描电子显微镜结果显示,CsPbBr3量子点引入后,钙钛矿薄膜形貌明显改善,晶粒增大、薄膜针孔消失,这表明了CsPbBr3量子点作为种子晶体能够促进钙钛矿薄膜晶粒生长,改善钙钛矿薄膜形貌.高质量的钙钛矿薄膜有助于减少钙钛矿晶界,提升光吸收性能,抑制光生载流子复合,进而提升器件的光电转换性能.最后,将改进后的钙钛矿薄膜组装成太阳能电池,其最佳光电转换效率为20.64%,相应的开路电压为1.08 V、短路电流为24.0 mA·cm^(-2)、填充因子为79.64%.

喷墨打印用高稳定性水系ZnSe:Mn量子点的制备及光学性能研究

水系锰离子掺杂硒化锌(ZnSe:Mn)量子点因其可大规模合成、环境友好无毒性而受到研究者们的广泛关注。然而,表面缺陷多易引起晶体氧化分解、纳米晶体自净化效应导致离子掺杂困难等问题,极大地降低了ZnSe:Mn量子点的荧光性能及其稳定性,并限制其实际应用。本文利用合适比例的异丙醇/水混合溶液和稀氢氧化钠溶液,通过“整体防御”结合“局部修复”的两步法改性策略对ZnSe:Mn量子点表面进行后处理,得到表面改性后的ZnSe:Mn量子点,并进行X射线衍射、X射线光电子能谱、荧光光谱、电子自旋共振波谱仪等测试表征。结果表明:该后处理技术可以简便高效地钝化ZnSe:Mn量子点的表面缺陷,大幅提高绝对量子产率至25%,并同时其稳定性得到显著提升,有效抑制了晶格的氧化解离过程,这为制备高性能的水溶性ZnSe:Mn量子点提供了可行途径。通过配制水性量子点墨水并进行喷墨打印演示,证明该材料有望作为一种可应用于塑料外观的新型品牌标记方式。

氮化镓基Micro-LED侧壁对外量子效率的影响及侧壁处理技术综述

氮化镓基Micro-LED具备高亮度、高响应频率、低功耗等优点,是未来显示技术和可见光通信系统的理想选择,但是目前外量子效率(EQE)低下这一问题严重影响其规模化量产及进一步应用。为了突破EQE低下这一瓶颈,通过分析Micro-LED外量子效率的影响因素,得知EQE下降的主要原因包括侧壁缺陷引起的载流子损耗及非辐射复合。总结了侧壁缺陷对载流子输运及复合的影响。综述了目前常用的侧壁处理技术及修复方法,指出现有侧壁处理方法较为笼统、针对性不足且载流子与侧壁缺陷的作用机理并不十分清楚。提出应深入系统地研究侧壁缺陷种类和分布、载流子与侧壁缺陷作用机制及侧壁处理过程中的缺陷修复模式。本文为提高外量子效率、加快Micro-LED商业化量产进程提供设计思路和理论依据。

USTERQUANTUM3型清纱器清纱疵点分析与跟踪

为充分发挥USTER QUANTUM 3型清纱器的清纱效能,减少布面纱线疵点,对该清纱器的清纱疵点NSLT的分析方法和来源追溯进行研究。分析了NSLT纱疵的外形特点和产生原因。研究结果表明:利用清纱器的抓纱疵功能,将纱疵收集在纱疵卡上分析纱疵来源,结合用户反馈可进一步优化清纱工艺参数;通过清纱器的“概况”功能,可以观察某个班次某种纱疵概况和每个锭子的具体情况,对波动大的纱疵应分析原因,对纱疵出现频率高的锭子应追溯纱疵来源。认为:企业应建立纱疵监控数据、模拟图跟踪机制,制定跟踪计划,一旦发现纱疵数据和纱疵模拟图变化较大,可立即启动突发性纱疵分析机制,以减少布面质量波动、原材料消耗和机物料消耗。

线缺陷石墨烯纳米带的电输运研究

石墨烯的能带工程是当前凝聚态物理的热点问题,旨在费米能级处打开能隙.另外实验报道石墨烯存在多种线缺陷,但人们尚未讨论线缺陷与石墨烯能带工程间的关系.本文采用Landauer-Büttiker公式及格林函数方法,研究了三种4-8环线缺陷随机排列方式对石墨烯纳米带电输运的影响.计算结果发现:尽管4-8环线缺陷随机分布的石墨烯纳米带在费米能级处存在电子态,但该电子态为局域态且体系在费米能级处存在透射能隙,这是由线缺陷随机排列诱导产生结构无序进而引起的Anderson局域化现象.当线缺陷无序程度较低或纳米带宽度较窄时,石墨烯纳米带的透射能隙依赖4-8环线缺陷的随机排列方式;随着线缺陷无序程度的增强或纳米带宽度的增加,三种线缺陷石墨烯纳米带的透射能隙趋于一致.总之,4-8环线缺陷随机分布的石墨烯纳米带具有透射能隙,该能隙对线缺陷的排列方式、无序程度及纳米带宽度均表现稳健性.

质子辐照下三结GaAs太阳电池性能衰退分析

在构建三结GaAs太阳电池模型的基础上,模拟分析不同能量质子辐照下中电池GaAs的性能衰退,对三结GaAs电池在轨服役评估具有重要意义。结合质子与电池靶材发生的相互作用,建立一种将微观损伤机理与宏观电池性能变化相结合的电池辐照损伤评价方法。结果表明,在三结GaAs太阳电池中,40 keV能量的质子辐照对中电池的影响最小;100和150 keV能量的质子辐照主要对中电池基区造成影响,导致电池性能一定程度上的衰退;70 keV能量的质子辐照对于中电池结区的影响最大,从而导致量子效率QE和并联电阻Rsh的变化最为明显。

1μm波段低量子亏损光纤激光研究进展(特邀)

量子亏损对高功率光纤激光器内的废热产生和光光转换效率具有重要影响,光纤激光器输出功率的提升过程可以视为不断与量子亏损作斗争的过程。文中梳理了近年来1μm波段低量子亏损光纤激光的重要进展,重点介绍了稀土掺杂增益和拉曼增益两种体制的光纤激光器在实现低量子亏损输出方面的相关工作。在稀土掺杂光纤激光器中,采用级联泵浦、多组分掺杂、强泵浦等技术可降低激光器的量子亏损,其中量子亏损≤1%的掺镱光纤激光器已实现400 mW功率输出。在拉曼光纤激光器中,通过采用特殊掺杂、泵浦光谱调控、增益竞争抑制等技术,量子亏损≤1%的拉曼光纤激光器已实现百瓦级功率输出,并成功验证包层泵浦方案的可行性,表明其在实现高功率低量子亏损输出方面具有重要潜力。

LaFeO_(3)/CQDs-g-C_(3)N_(x)催化剂的光催化性能研究

本实验制备了一种Z型含氮缺陷的石墨相氮化碳(LaFeO_(3)/CQDs-g-C_(3)N_(x))复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)、光致发光光谱(PL)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征。结果表明,氮缺陷和CQDs的引入能增强光生载流子的迁移效率。LaFeO_(3)/CQDs-g-C_(3)N_(x)复合材料对罗丹明B(RhB)的光催化降解率是纯g-C_(3)N_(4)的3.98倍,并具有良好的光催化稳定性。同时对抗生素和其他有机污染物也表现出良好的降解能力。

芳香胺对硫化铅胶体量子点基质改性研究

硫化铅量子点具有带隙可调、多激子效应等特性,被广泛应用于光电探测和太阳能电池等领域。然而,硫化铅胶体量子点(PbS QDs)表面被碘化铅基质(PbI_(2))所包覆,阻碍了载流子传输,并且在PbS晶面带来上更多缺陷位点。基于此,本文采用一种针对量子点基质的原位协同钝化策略,即采用苯乙基碘化铵(PEAI)在合成过程中进行调控。X射线光电子能谱(XPS)及广角X射线衍射(GIWAXS)等结果表明调控后的量子点基质及缺陷位点均得到有效优化。

Mn^(22+)离子1s^22s-1s^2np的偶极跃迁能和振子强度(英文)

用全实加关联方法计算了类锂Mn22+离子1s22s-1s2np(2≤n≤9)的偶极跃迁能和振子强度.1s2np(2≤n≤9)态的精细结构通过计算自旋-轨道与自旋-其他轨道相互作用算符的期待值确定.依据单通道量子亏损理论,确定了Rydberg系列1s2np的量子数亏损.从而可以用这些作为能量的缓变函数的量子亏损,实现对任意高激发态(n≥10)的能量的可靠预言.将这些分立态振子强度与单通道量子亏损理论相结合,得到在电离阈附近束缚态-束缚态跃迁振子强度以及束缚态-连续态跃迁的振子强度密度,从而将Mn22+离子的这一重要光谱特性的理论预言外推到整个能域.

光纤激光模式不稳定研究十年回顾与展望

2010年模式不稳定现象首次报道,开启了光纤激光与废热的斗争史。回顾了10年来模式不稳定现象的研究进展,概述了光纤激光模式不稳定物理表征、基本原理、理论研究、影响因素和抑制策略等,介绍了高功率光纤激光在模式不稳定抑制方面取得的最新成果,展望了高功率光纤激光模式不稳定研究的未来发展,对光纤激光模式不稳定未来可能的研究方向进行了展望。

最弱受约束电子势模型下PbⅡ离子Rydberg态能级研究

在最弱受约束电子势模型理论框架下,通过对最弱受约束电子的识别,将Martin关于单价原子量子亏损的公式推广到了多价原子(离子)系统。本文依此计算了PbⅡ离子的几个Rydberg系列能级,结果与实验值符合较好。

Fe^(23+)离子1s^22s-1s^2np的跃迁能和偶极振子强度

用全实加关联方法计算了类锂Fe23+离子1s22s-1s2np(2≤n≤9)的跃迁能和1s2np(n≤9)态的精细结构.依据单通道量子亏损理论,确定了Rydberg系列1s2np的量子数亏损.用这些作为能量的缓变函数的量子亏损,可以实现对任意高激发态(n≥10)的能量的可靠预言.用在计算能量过程中确定的波函数,计算了Fe23+离子1s22s-1s2np(2≤n≤9)跃迁的振子强度.将这些分立态振子强度与单通道量子亏损理论相结合,得到该离子从基态到电离阈附近高激发束缚态间的偶极跃迁振子强度以及束缚态-连续态跃迁的振子强度密度,从而将Fe23+离子的这一重要光谱特性的理论预言外推到整个能域.

Fe^(23+)离子1s^23d-1s^2nf的跃迁能和偶极振子强度

用全实加关联方法计算了类锂Fe23+离子1s23d-1s2nf(4≤n≤9)的跃迁能和1s2nf(n≤9)态的精细结构.在类氢近似下,估算了对能量的高阶相对论修正.依据量子亏损理论,确定了Rydberg系列1s2nf的量子数亏损,据此可以实现对任意高激发态(n≥10)的能量的可靠预言.计算了Fe23+离子1s23d-1s2nf(4≤n≤9)的偶极跃迁在三种规范下的振子强度.与量子亏损理论相结合,得到该离子从1s23d态到电离阈附近高激发1s2nf态间的跃迁振子强度以及到相应连续态跃迁的振子强度密度.

Ti^(+19)离子的能量和振子强度

用全实加关联方法计算类锂Ti+19离子1s22p～1s2nd(3≤n≤9)的跃迁能、振子强度和1s2np与1s2nd(n≤9)态的精细结构劈裂.得到的3种规范下振子强度的计算结果符合的很好,与已有的实验数据也相符合.确定了这2个Rydberg系列的量子数亏损.将上述分立态振子强度的计算结果与单通道量子亏损理论相结合,计算在电离阈附近(|E|≤I/2)束缚态束缚态跃迁振子强度与束缚态连续态跃迁的振子强度密度,实现了具有较大核电荷数的Ti+19离子量子跃迁特性的全能域理论预言.

Zn^27＋离子的精细结构和偶极振子强度

用全实加关联(FCPC)方法计算了类锂Zn27+离子1s2np(n≤9)态的精细结构.依据单通道量子亏损理论,确定了1s2nl(l=s,p)Rydberg系列的量子数亏损.用这些作为能量的缓变函数的量子亏损,可以实现对任意高激发态(n≤10)的能量的可靠预言.用在计算能量过程中确定的波函数,计算了Zn27+离子1s2ns-1s2np(n≤9)跃迁的振子强度,三种规范下的计算结果符合的很好.将分立态的振子强度结果与单通道量子亏损理论相结合,计算在电离阈附近分立态间的束缚态-束缚态跃迁振子强度与束缚态-连续态跃迁的振子强度密度,实现了具有较大核电荷数的类锂离子量子跃迁特性的全能域理论预言.

Mn^(22+)离子1s^23d-1s^2nf的跃迁能和振子强度(英文)

用全实加关联方法计算了类锂Mn22+离子1s23d-1s2nf(4≤n≤9)的跃迁能和1s2nf(n≤9)态的精细结构.在类氢近似下估算了对能量的高阶相对论修正.依据量子亏损理论,确定了Rydberg系列1s2nf的量子数亏损.据此可以实现对任意高激发态(n≥10)的能量的可靠预言.计算了Mn22+离子1s23d-1s2nf(4≤n≤9)偶极跃迁的振子强度.

Sc^(+18)离子1s^23d-1s^2nf的跃迁能和偶极振子强度

用全实加关联方法计算了类锂Sc+18离子1s23d-1s2nf(4≤n≤9)的跃迁能和1s2nf(n≤9)态的精细结构。依据量子亏损理论确定了该Rydberg系列的量子数亏损,用这些作为能量的缓变函数的量子亏损,可以实现对任意高激发态(n≥10)的能量可靠的预言。利用在计算能量过程中确定的波函数,计算了Sc+18离子1s23d-1s2nf的偶极跃迁在三种规范下振子强度;将这些分立态振子强度与量子亏损理论相结合,得到在电离阈附近束缚态-束缚态跃迁振子强度以及束缚态-连续态跃迁振子强度密度,从而将Sc+18离子的这一重要光谱特性的理论预言外推到整个能域。