半导体高功率量子阱激光器退火后的电噪声

在环境温度和工作电流下, 对808 nm高功率量子阱激光器进行老化实验, 发现在老化过程中一些劣质器件电噪声谱密度呈下降趋势, 产生退火效应. 本文应用初始性缺陷（高温高能条件下所形成的缺陷）和非初始性缺陷理论, 探讨了器件发生退火及早期失效的原因.     

量子阱器件的发展及其应用

随着半导体量子阱材料的发展，量子阱器件广泛应用于各种领域。本文主要介绍量子阱的基本原理，重点从量子阱材料．量子阱激光器、量子阱虹外探测器、量子阱LED、量子阱光集成器件等方面介绍量子阱理论在光电器件方面的发展及其应用。     

量子阱LD有源区量子阱数目的优化设计

采用直观的载流子、光子库模型,导出半导体激光器速率方程,得到输入电流、输出光功率的关系以及激光器腔体参数与注入电流的关系,从而给出在设计激光器时遇到的相关限制的方程,以及LD电流与某种形式的电流增益转换因子的关系,根据增益曲线上的最佳工作点来优化有源区量子阱数目．给出了共面量子阱LD在固定有源长度、固定无源区长度的共面量子阱激光器的量子阱数目优化方案．     

高功率激光二极管的可靠性研究

在使用综合参数测试仪测试半导体量子阱激光器的过程中，通过测试的功率曲线和伏安特性，断定激光器受到损伤，由扫描电镜(SEM：Scaning Electron Microscopy)观察到激光器的腔面出现了熔化，证实激光器性能的改变是由于产生了暗线缺陷(DLD：Dark Line Difect)和灾变性光损伤(COD：Catastrophic Optical Damage)，通过分析，了解到激光器的退化主要是由器件本身的材料、结构以及后期的工艺过程所决定的，在测试器件过程中电浪涌会加速或产生突然灾变性退化，最后给出了用隔离及无吸收窗口来减少损伤的方法．     

多量子阱垒结构优化提高GaN基LED发光效率研究

为了解决由于极化效应引起的漏电流影响发光效率的问题,以k.p理论为基础建立多量子阱模型,分析研究了GaN基LED中不同的InGaN/InGaN多量子阱发光层势垒结构.基于化合物半导体器件的电学.光学和热学属性的有限元分析,设计与优化多量子阱中靠近P型AIGaN电子阻档层倒数第二层势垒,显著提高了光输出功率,减少漏电流.数值模拟分析表明,改良多量子阱势垒能够大幅提高高亮度,高功率器件结构光电特性.     

超高速锁模半导体激光器光谱蓝移现象研究

本文对一种新型输出波长1.55μm、超高速10 GHz、多量子阱、锁模半导体激光器的自发辐射光谱的蓝移现象进行实验研究,得到随着对锁模半导体激光器增益区施加增益电流的增加(5 mA→70 mA),多量子阱半导体激光器自发辐射光谱存在明显的蓝移现象(1.550μm→1.500μm),以及输出中心波长向短波长方向移动50 nm的实验结果,这对深刻理解和实现光时分复用技术中高质量超短相干脉冲光源具有重要意义.     

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器的原理与应用

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)是二极管泵浦的多量子阱增益介质半导体激光器。近年来,光泵浦垂直外腔面发射激光器作为半导体能带工程的新成果,在理论和实验方面均取得了令人触目的进展。该器件具有较高的输出功率、卓越的光束质量和紧凑的结构。薄片式的激活介质避免了棒状介质的热透镜效应,周期性共振增益(PRG)结构提高了多量子阱内的受激辐射截面,分布布拉格反射器(DBR)减少了谐振腔的损耗。相对于晶体棒作激活介质的固体激光器来说,这种新型激光器可以通过半导体能带工程提供更加广泛的波长选择范围。它克服了电泵浦边发射和电泵浦面发射半导体激光器的限制,可以提供近衍射极限的基模或TEM01模的圆形光斑。     

980nm应变量子阱激光器外延层工艺参数的优化设计

对980 nm应变量子阱激光器的外延层工艺参数进行优化设计。通过理论计算和软件模拟相结合的方法,优化了量子阱的结构,研究了波导层、包层中的Al组分对量子阱激光器效率的影响。根据优化结果,采用金属有机化合物化学气相淀积(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)技术外延生长了激光器的材料,并进行测试。测试结果表明,在室温下,当工作电流为1 A时,阈值电流为150 mA,斜率效率为0.48 W/A(采用150μm×500μm,未镀膜器件),输出功率为400 mW。     

布拉格反射波导双光束边发射半导体激光器

报道1种在垂直远场方向上产生2个极窄的稳定对称光斑多量子阱边发射半导体激光器,在其有源区两侧设计布拉格反射波导结构.制备100μm条宽的边发射激光器,在垂直方向±33.4°附近实现2个稳定的7.2°对称的近圆形光斑,对器件镀膜后进行测试,在连续和脉冲工作条件下分别得到1.40,2.26 W的输出,器件的特征温度可达到91K.     

980 nm应变量子阱激光器外延层工艺参数的优化设计

对980 nm应变量子阱激光器的外延层工艺参数进行优化设计。通过理论计算和软件模拟相结合的方法,优化了量子阱的结构,研究了波导层、包层中的Al组分对量子阱激光器效率的影响。根据优化结果,采用金属有机化合物化学气相淀积（metal organic chemical vapor deposition, MOCVD）技术外延生长了激光器的材料,并进行测试。测试结果表明,在室温下,当工作电流为1 A时,阈值电流为150 mA,斜率效率为0.48 W/A（采用150 μm×500 μm,未镀膜器件）,输出功率为400 mW。     

分形分析1/f噪声性能

电子器件的低频噪声通常由闪烁(1/f噪声)噪声、g-r噪声和爆裂噪声3种成分构成。这些噪声通常与晶体管表面状态或内部缺陷有关,其中,1/f噪声已成为对器件的质量评估及可靠性预测的重要指标。提出分形分析方法,对1/f噪声性能进行分析。仿真实验结果验证了该方法的可行性,为今后用分形理论研究器件低频噪声提供了理论依据。     

改进的HEMT器件噪声等效电路模型

为了弥补 SPICE电路模拟程序中高电子迁移率HEMT器件等效电路噪声模型的缺陷 ,提高高速电路设计的精度 ,提出了一个新的用于 SPICE电路模拟器的 HEMT噪声模型 ,该噪声模型的优点在于由两个不相关的噪声电压源和噪声电流源组成 ,很容易在 SPICE程序中实现。文中给出了利用矩阵关联技术提取噪声等效电路模型参数的方法 ,实验结果说明 ,该模型主要改善了器件最佳噪声系数和噪声电阻的精度     

一种联合GSC麦克风阵列和MMSE-LSA的语音增强系统

单通道语音增强算法自上个世纪60年代已来有了长足的发展,但由于时频域处理的局限性,目前现有的单通道语音增强算法无法有效抑制背景噪声中的突发噪声成分。突发噪声通常表现为短时、能量强、时频域有纹理特征的噪声,在参数上无法和语音进行有效区分。但对于背景噪声中的突发噪声,其在空间上通常是具有方向性。因此,本文提出了一种联合空间和时频域的语音增强系统。即在语音采集的前端使用GSC麦克风阵列形成波束,使主瓣对准期望语音信号、旁瓣对准突发噪声从而从空间上抑制突发噪声,然后对采集到的语音信号进行时频域语音增强处理。本文选取MMSE-LSA作为时频域的处理算法,因其在保留语音的可懂度、自然度方面有突出的性能。实验表明,该系统可以有效地抑制含有突发噪声的背景噪声。     

Study on temperature characteristics of organic light-emitting diodes based on tris-（8-hydroxylquinoline）-aluminum

Both single-layer and double-layer organic light-emitting devices based on tris-（8-hydroxylquino- line）-aluminum （AIq3） as emitter are fabricated by thermal vacuum deposition. The electroluminescent characteristica of these devices at various temperatures are measured, and the temperature characteristics of device performance are studied. The effect of temperature on device current conduction regime is analyzed in detail. The results show that the current-voltage （I-V） characteristics of devices are in good agreement with the theoretical prediction of trapped charge limited current （TCLC）. In addition, both the charge carrier mobility and charge carrier concentration in the organic layer increase with the rise of temperature, which results in the monotonous increase of AIq3 device current. The current conduction mechanisms of two devices at different temperatures are identical, but the exponent m in current-voltage equation changes randomly with temperature. The device luminance increases slightly and the efficiency decreases monotonously due to the aging of AIq3 luminescent properties caused by high temperature. A tiny blue shift can be observed in the electroluminescent （EL） spectra as the temperature increases, and the reduction of device monochromaticity is caused by the intrinsic characteristics of organic semiconductor energy levels.     

基于泄漏瞬变模型的管道泄漏检测与定位方法

目前基于模型的管道泄漏检测与定位方法在泄漏瞬态过程中难以稳定定位,造成定位时间过长,无法及时排除泄漏故障.基于特征线法,对管道泄漏瞬变信号的产生和传播进行研究,提出基于泄漏瞬变模型的管道泄漏检测与定位方法.该方法能够在泄漏瞬态过程中进行定位,缩短了模型法的定位时间.通过仿真研究和实际管道的实验验证对该方法的定位时间、定位持续时间、定位精度和噪声的影响等进行分析和讨论.实验结果表明该方法具有快速定位能力,可适用于突发泄漏和缓泄的检测和定位.但该方法的定位持续时间有限,测量信号中的噪声会影响该方法的定位精度、定位稳定性和定位响应速度.     

一个1.5V低相位噪声的高频率LC压控振荡器的设计

介绍了一种适用于DCC-1800系统的压控振荡器的设计,中心频率为3．6GHz．分析并比较了三种降低相位噪声的方法并进行了仿真验证,然后阐述了3．6GHz压控振荡器器件尺寸的优化分析．采用电感电容滤波技术降低相位噪声,在偏离中心频率600kHz处,仿真得到相位噪声为-117dBc／Hz,调谐范围达到26．7％．VCO电路在1．5V电压下工作,静态电流为6mA．     

基于粘度和延度变化的沥青抗老化性能评价方法

针对当前道路沥青的抗老化性能评价方法的不足,研究了5种道路沥青老化过程中的粘度和延度的变化规律,提出了基于135℃粘度和15℃延度的沥青抗老化性能评价方法,并建立了评价沥青抗老化性能的老化度和抗老化系数指标。研究结果表明:该评价方法及指标可以区分不同沥青在整个老化过程中的抗老化性能,评价指标中老化度可以评价不同老化时间的老化程度,有助于预测沥青路面在老化作用下出现开裂病害的时间;抗老化系数体现了沥青本身的抗老化性能,为沥青的选择提供了依据。     

采用卡尔曼滤波算法的模块化多电平换流器电容值在线估计方法

为预防模块化多电平换流器中子模块电容器老化失效而引发系统安全问题,提出一种模块化多电平换流器子模块电容器电容值在线估计方法.首先,采用卡尔曼滤波滤除传感器采集桥臂信息存在的测量噪声;然后,利用传感器监测桥臂电流和子模块电压信息并对其进行离散化处理,建立电容、电压及电流的数学模型,实时估计子模块电容值的情况;最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建8电平系统进行仿真验证.结果表明,所提出的方法稳态时估计误差在1%以内,能够实现在线估计,有利于预测性防护,提高系统的可靠性.     

直升机机场噪声评价方法

现有的机场噪声评价指标主要是针对固定翼飞机设计的,并不能很好地反映军用直升机噪声对机场周围目标的影响。首先分析了军用直升机机场噪声的特殊性,然后研究了现有机场噪声评价指标的内涵和联系,最后采用最大噪声级LAmax和加权等效连续感觉噪声级LWCEPN联合评价的方法对军用直升机机场噪声进行评价。该联合评价方法可以同时反映总噪声级与单次突发噪声的影响,能较为完备地对军用直升机场噪声进行评价。实测案例表明,此方法能更准确有效反映附近居民对噪声影响的感受。     

公路隧道内主动降噪声源布置位置仿真模拟

基于声波干涉原理对高速公路隧道内噪声的主动降噪特性进行了理论分析,采用有限元法建立了3条隧道全尺寸断面模型,计算得出隧道内声压级分布,分析了主动降噪时的隧道内声场特性.考虑噪声声源频率的差异,噪声频率越低,隧道内主动降噪效果越好;考虑主动降噪设备位置的不同,将主动声源与噪声源、降噪点的空间距离加和,再与噪声源与降噪点的空间距离作比较,若两者差值为噪声波长的整数倍,则可在降噪点附近实现3dB以上区域降噪.