摘要：基于有效质量理论，从导带子带间光跃迁矩阵元的表达式出发，推出ｎ型半导体量子阱红外探测器的正入射吸收条件．用一些简单的数学手段，把正入射的吸收系数表达力量子阱生长方向的解析函数，进而讨论正入射吸收的优化、极限及与平行吸收的比较．在考虑了椭球等能面的简并度和占有度后，在掺杂浓度为１０（１８）ｃｍ（－３）和探测波长１０μｍ时，对４种具体的量子阶材料进行了计算．推荐了为获取最大正入射吸收的优化量子阱生长方向，为正入射量子阱探测器的设计提供依据．

摘要：材料基因组计划倡导预测式新材料研发理念,推进高通量数据生产和利用技术,关注材料全生命周期价值。因此,材料基因组计划的执行需要在材料科学系统工程的框架下,集成统一计算、实验和理论等研究方法,以数据科学新范式为牵引、协同运用实验观测、理论建模和计算仿真研究范式,最终建立相关材料体系的性能与材料基因(原子系统的组成与结构)、工艺参数与使役条件之间的量化关系和数据库,实现新材料的按需设计和应用。本文在简单探讨科学研究范式、材料基因组计划和材料科学系统工程基本概念和方法的基础上,以钙钛矿结构氧化物铁电压电材料研究为例,探讨了数据科学范式下的新材料研究实践。结果表明,数据挖掘驱动的新材料设计确实可以降低探索时间和实验任务,加快新材料的发现和应用进程。

摘要：法布里-珀罗(F-P)微腔作为基础的光学谐振器,因其结构设计方法成熟、品质因子高等特性,在近现代光学领域中具有举足轻重的地位。近年来,随着微纳加工技术的不断成熟,F-P微腔进入了一个新的发展阶段,其结构展现出集成化、多样化、功能定制化的特点,其应用领域也得到进一步拓展。本文总结了近20年来F-P微腔在光场调控领域的研究进展,重点介绍了基于F-P微腔的分光结构及光谱探测应用、F-P微腔中光子与低维材料相互作用的研究,以及F-P微腔在参数精密测量、生物检测、多维光场调控等方面的潜在应用,并对未来F-P微腔的发展及新的应用前景进行了展望。

摘要：通过材料设计与制备,甚长波GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的峰值响应波长14.6μm,响应带宽大于2.2μm.256×1焦平面线列采用垂直入射二维光栅耦合工作模式,45K温度下,单元响应率4.28×10-2A/W、单元黑体探测率Db*=5.14×109cm·Hz1/2/W、单元黑体单色探测率Dλ*=4.24×1010cm·Hz1/2/W.通过铟柱与互补式金属-氧化物-半导体读出电路互连得到的甚长波量子阱红外探测器FPA(focal plane array)在积分时间100μs时,有效像元率Nef=99.22%、平均响应率R=3.485×106V/W、响应率的不均匀性UR=5.83%、平均黑体探测率典型值Db*=2.181×108cm·Hz1/2/W、平均单色探测率Dλ*=8.288×109cm·Hz1/2/W.器件已适合进行室温目标的热像图.

摘要：从实验、测试和计算结果出发,运用有限时域差分法(FDTD)和传统的模式扩展(MEM)理论,研究甚长波量子阱红外探测器(QWIP)几种衍射光耦合的表面近场效应和光耦合效率,重点考察QWIP45°面边耦合、光栅耦合QWIP结构、光栅尺寸、工艺条件的变化对QWIP相关性能的影响.实验与计算结果证明,合理地设计二维光栅,进行甚长波QWIP光耦合,可以获得有效的光耦合效果.

摘要：低维材料嵌入微腔已经广泛应用于纳米激光器和探测器等。为了实现增益材料和光学微腔之间的有效耦合,需要深入研究嵌埋材料对腔共振模式的影响。本文主要讨论了嵌埋材料的厚度、位置、腔层厚度以及分布式布拉格反射镜的对数对腔供着模式的影响。结果表明,腔共振模式随嵌埋材料位置的不同呈现周期性变化并且在λ/2光程周期内存在最大峰位移。最大峰位移随腔层厚度增加而减小,但与嵌埋材料的厚度成正比。分布式布拉格反射镜的对数不影响腔共振模式。这些结果为光学器件的设计和实验现象的分析提供了指导,并且可以应用于不同波长分布式布拉格反射腔结构。

摘要：传统外延阻挡杂质带探测器由于其材料物性和特殊的结构设计存在很强的反射,这些能量损失非常不利于器件的探测性能。报道了一种类光栅双层超构表面微结构阵列,并将此人工微结构引入到外延阻挡杂质带红外探测器以抑制对入射光的反射。实验结果显示,具有超构表面微结构阵列的器件在波长30μm处反射率低于3%,在25.3∼32.2μm波段范围内反射率低于20%。同时,该超表面减反微结构对入射光的偏振还具有很强的选择性,符合第四代焦平面发展需求。

摘要：针对峰值波段15μm的320×256量子阱甚长波红外探测器应用的快速降温、低功耗和环境适应性要求,分析了15μm量子阱探测器低温集成组件技术的特点。通过对冷指的优化设计、冷屏的热设计及冷平台辅助支撑结构设计等低温集成技术的研究,实现了量子阱探测器组件的快速降温、低功耗和高环境适应性。经过测试,封装有量子阱探测器的IDCA组件满足项目使用要求。

摘要：薄膜的光学常数(折射率和消光系数)精度直接影响设计和制造的光学器件的性能。大多数光学常数的测定方法较为复杂,不能直接应用在镀膜过程中。提出了一种薄膜光学常数原位实时测量的方法,通过监测沉积材料的透射率可以快速准确地测量光学常数。测量了高吸收材料Si、低吸收材料Ta_(2)O_(5)和超低吸收材料SiO_(2)的近红外光学常数,用这种方法测得光学常数分别为n=3.22,k=4.6×10^(-3),n=2.06,k=1.3×10^(-3)和n=1.46,k=6.6×10^(-5)。该方法适用于强吸收材料和弱吸收材料光学常数的测定,为在线精确测量薄膜的光学常数提供了一种有效的方法,对设计和制造高质量的光学器件具有重要意义。

摘要：首先从热力学角度讨论减少太阳能光伏结构效率损失特别是光学熵损失的原理和途径然后介绍半导体纳米线阵列在降低材料使用率的同时有效实现陷光和降低发射角的结构设计其中由直径渐变纳米线形成的非周期阵列具有可见到近红外宽波段的导模共振陷光能力同时极低的发射角大幅度地抑制了自发辐射引起的光子损失成为有望突破 Shockley Queisser 转换效率极限的光伏结构.