激光剥离技术中GaN材料温度场的研究

对使用脉冲激光实现GaN/Sapphire剥离技术,建立了激光剥离过程中GaN外延层一维热传导理论模型。计算分析了单脉冲辐照时,激光剥离过程中GaN外延层内的温度场分布。得到实现激光剥离阈值能量密度为400mJ/cm2,脉冲频率上限约为1400Hz,阈值条件下剥离过程中高温区分布限制在100nm以内。从而证明GaN基发光二极管(LED)外延结构无损伤激光剥离的可行性,并且为激光剥离技术参数的选取提供了理论依据。     

GaN基LED与Si键合技术的研究

采用金属键合技术结合激光剥离技术将GaN基LED从蓝宝石衬底成功转移到Si衬底上。利用X射线光电子谱(XPS)研究不同阻挡层对Au向GaN扩散所起的阻挡作用,确定键合所需的金属过渡层。利用多层金属过渡层,在真空、温度400℃和加压300 N下实现GaN基LED和Si的键合,通过激光剥离技术将蓝宝石衬底从键合结构上剥离下来,形成GaN基LED/金属层/Si结构。用金相显微镜及原子力显微镜(AFM)观察结构的表面形貌,测得表面粗糙度(RMS)为12.1 nm。X射线衍射(XRD)和Raman测试结果表明,衬底转移后,GaN基LED的结构及其晶体质量没有发生明显变化,而且GaN与蓝宝石衬底间的压应力得到了释放,使得Si衬底上GaN基LED的电致发光(EL)波长发生红移现象。     

GaN基紫外探测器

随着GaN基紫外材料的日益成熟，GaN基紫外探测器发展迅速，被认为是和发光二极管、激光器同样重要的器件。本文讨论了紫外探测的意义，介绍了国内外近期研制的各种器件结构的GaN基紫外探测器和紫外焦平面。     

垂直结构GaN基LEDs电流分布计算分析

电流分布是影响大功率LEDs器件性能的重要因素,与传统结构GaN基器件比较,垂直结构器件通过采用上下电极分布,明显改善了LEDs器件内部电流分布均匀性。通过理论分析与数值计算,建立起了垂直结构GaN基LEDs电流分布模型,研究了垂直结构GaN基LEDs电流分布及I-V特性。结果表明,与传统平面结构比较,垂直结构GaN基LEDs的电流分布均匀性得到了明显改善,同时正向电压降低约7%。最后,通过晶片键合与激光剥离技术,制备了垂直结构GaN基LEDs,测试结果表明,实验结果和理论计算值相吻合。该结果对GaN基LEDs器件的优化设计具有重要指导意义。     

垂直电极结构GaN基发光二极管的研制

利用激光剥离技术(LLO)和晶片键合技术将GaN基发光二极管(LED)薄膜与蓝宝石衬底分离并转移到Si衬底上,高分辨X射线衍射(HRXRD)和阴极荧光谱(CL)结果表明激光剥离过程没有影响GaN量子阱的结构和光学性质,GaN和InGaN/GaN多量子阱的发光峰都呈现红移,这都来源于去除蓝宝石后薄膜中应力的释放.采用金属In和Pd的合金化键合过程解决了GaN材料与Si衬底的结合问题,结合逐个芯片剥离和键合的方式实现了GaN大面积均匀转移.成功研制了激光剥离垂直电极结构的GaN基LED,L-I测试特性表明器件的热饱和电流和出光功率都有很大的提高.     

垂直电极结构GaN基发光二极管的研制

利用激光剥离技术(LLO)和晶片键合技术将GaN基发光二极管(LED)薄膜与蓝宝石衬底分离并转移到Si衬底上,高分辨X射线衍射(HRXRD)和阴极荧光谱(CL)结果表明激光剥离过程没有影响GaN量子阱的结构和光学性质,GaN和InGaN/GaN多量子阱的发光峰都呈现红移,这都来源于去除蓝宝石后薄膜中应力的释放.采用金属In和Pd的合金化键合过程解决了GaN材料与Si衬底的结合问题,结合逐个芯片剥离和键合的方式实现了GaN大面积均匀转移.成功研制了激光剥离垂直电极结构的GaN基LED,L-I测试特性表明器件的热饱和电流和出光功率都有很大的提高.     

大功率GaN基LED的提取效率

影响GaN基LED效率的主要因素是内量子效率和提取效率.蓝光GaN基的LED内量子效率可达70%以上,紫外GaN基LED可达80%,进一步改善的空间较小.而传统大面积结构GaN基LED由于全反射和吸收等原因,外提取效率只有百分之几,提高空间很大.本文从几何和物理光学角度分析了影响GaN基LED外提取效率的因素,针对全反射、吸收、横向光波导等问题总结了现有的各种提高GaN基LED提取效率的手段及其优缺点.     

大功率GaN基LED的提取效率

影响GaN基LED效率的主要因素是内量子效率和提取效率.蓝光GaN基的LED内量子效率可达70%以上,紫外GaN基LED可达80%,进一步改善的空间较小.而传统大面积结构GaN基LED由于全反射和吸收等原因,外提取效率只有百分之几,提高空间很大.本文从几何和物理光学角度分析了影响GaN基LED外提取效率的因素,针对全反射、吸收、横向光波导等问题总结了现有的各种提高GaN基LED提取效率的手段及其优缺点.     

大功率GaN基LED的提取效率

影响GaN基LED效率的主要因素是内量子效率和提取效率. 蓝光GaN基的LED内量子效率可达70%以上， 紫外GaN基LED可达80%，进一步改善的空间较小. 而传统大面积结构GaN基LED由于全反射和吸收等原因，外提取效率只有百分之几，提高空间很大. 本文从几何和物理光学角度分析了影响GaN基LED外提取效率的因素，针对全反射、吸收、横向光波导等问题总结了现有的各种提高GaN基LED提取效率的手段及其优缺点.     

可见光对GaN基紫外焦平面读出电路的影响

GaN材料对可见光是透明的,而Si材料可以吸收可见光。在面阵GaN基紫外焦平面中,GaN探测器与Si读出电路通过铟柱倒焊互连,可见光可穿过GaN材料而被Si材料吸收。研究了可见光对于GaN基紫外焦平面读出电路影响的机制,并提出了通过在电路中覆盖铝层的方法减小可见光的影响,最后用实验证实了此方法对于抑制可见光干扰的影响的有效性。     

紫外告警技术

紫外告警是近20年发展起来的一种导弹告警技术。介绍了紫外告警技术及与其相关技术的发展情况,包括大气对紫外线的传输特性、目标和背景紫外辐射特性、紫外线探测器件和探测技术等研究发展情况,最后还介绍了紫外告警的战术应用。     

高性能紫外光纤的免疫制作技术

采用一种免疫紫外光纤技术,制作高性能的紫外光纤。它是一种紫外光预先照射与热处理相结合的方法。首先,用紫外光照射紫外光纤的预制棒,使其在石英玻璃内产生色心和结构缺陷;然后,用光纤拉丝机拉丝炉的温度边拉制光纤边进行热处理,从而提高了传输性能,获得高性能的紫外光纤。测试结果表明：用该紫外光免疫技术制作的紫外光纤具有更好的传输特性,在350～450nm波长范围内,传输损耗降低0．4～0．8dB。     

紫外LED消毒技术在水体微生物灭活中的研究进展

文章首先介绍了紫外发光二极管(UV LED)器件以及目前研发阶段遇到的技术瓶颈。然后分析了UV LED对水中有害微生物的灭活机理。在微生物灭活过程中，详细考察了UV LED的不同应用类型，包括UV LED在不同类型UV反应器中的应用、基于UV LED的高级氧化工艺(AOPs)、不同波长UV LED的组合使用等。最后，总结了深紫外发光二极管在饮用水杀菌消毒领域存在的问题并进行了展望。     

紫外无线通信系统关键光器件选型方案研究

紫外无线通信是一种新型通信方式,为实现紫外无线通信系统关键光器件选型的目的,依据日盲紫外光的传播特性,合理搭建系统结构,对系统结构中需要的光器件采用工作原理、特性分析对比等方法,实现了该系统紫外光源、紫外探测器及紫外滤波片三种关键光器件的合理选择。日盲紫外光器件的选型为紫外无线通信系统整体实现提供了依据。     

紫外光通信及其军事应用研究

研究总结了紫外(UV)光通信的最新进展,以紫外光/大气传输散射特性为基础,论述了紫外光通信的基本原理、关键技术及发展方向。在初步探讨现代战争信息网需求和紫外光通信特点的基础上,阐述了紫外光通信在战争中可能被应用的模式。最后结合国内外在该领域取得的成果,指出紫外光通信在未来战场中具有重要的军事意义。     

Multi-channel access technology based on wavelength division multiplexing in wireless UV communication mesh network

In this paper, the multi-channel access technology of wavelength division multiplexing (WDM) in the wireless ultraviolet (UV) scattering communication is studied. A multi-interface and multi-channel device is deployed in each UV transceiver node. The band-pass filter is configured in the receiving node so as to realize the multi-channel access by use of the UV WDM technology. Both the UV communication node model and the UV channel model are established. Three types of UV no-line-of-sight (NLOS) multi-channel communications are simulated in the mesh topologies with NS2. The results show that the UV multi-channel access technology can increase network throughput effectively with using WDM.     

紫外光电阴极研究进展

本文对传统的紫外光电阴极以及新型的宽禁带半导体光电阴极进行了总结和分析,并介绍了它们目前的研究现状.同时,针对紫外探测的需求,提出了它们目前还存在的一些问题,并对未来改进紫外光电阴极性能提出了一些设想和方法.     

基于日盲型AlGaN的紫外相机设计

在"日盲段"240～290 nm进行窄波段探测,具有背景干扰小的优势。相比于传统紫外探测器必须协同窄带滤光片工作,AlGaN具有固有窄波段控制和无需制冷两大优点。介绍了基于日盲型AlGaN焦平面器件的紫外相机的软、硬件设计。紫外相机由紫外透射式光学系统,日盲型AlGaN器件,偏置电路及驱动电路,低噪声前放、数据处理及传输单元构成,核心器件AlGaN采用背照式PIN阵列通过铟柱倒焊于硅基电容反馈跨导放大器(CTIA)读出电路的结构。紫外相机的设计指标为:光学口径80 mm,焦距130 mm,像元尺寸50μm,瞬时视场0.4 mrad,总视场3°,积分时间可控,帧率最高可达100帧/s。经初步室内测试,效果良好,对发展日盲型面阵AlGaN应用平台做出了有意义的探索和研究。     

聚合物分散胆甾相液晶相形态调控与光电性能

采用紫外光聚合诱导相分离方法制备了聚合物分散胆甾相液晶膜,系统研究了固化光强和固化温度等制备条件对薄膜的相形态的影响,并探讨了薄膜相形态与反射率的关系。研究表明:固化光强较低时相分离较完全,产生的液晶微滴尺寸较大,聚合物与液晶的界面非常光滑;增加光强会使液晶微滴尺寸变小,界面变粗糙,膜反射率逐步降低。相形态与固化温度的关系较为复杂:在温度较低时,液晶以圆形液滴的形式分散在聚合物基体中;随着固化温度升高,液晶液滴逐渐变大,并在40℃时形成了连续的液晶层和聚合物层的分层结构;进一步升高温度,则形成了三维的聚合物网络结构,液晶相贯穿其间。膜的反射率先随着固化温度的升高逐渐升高,而后又降低。固化光强为0.01mW/cm2,固化温度为40℃时,反射率达到最大值32.2%。     

紫外激光与半导体相互作用研究进展综述

紫外激光与半导体相互作用是当今国内外研究的热点。综述了紫外激光与半导体相互作用在光电子产业、激光加工、激光表面改性等方面的应用。介绍了紫外激光与半导体相互作用的基本原理,总结了紫外激光烧蚀半导体的理论模型,包括热传导模型、载流子耦合扩散模型、光化学模型、表面热蒸发模型、双温模型、表面充电模型等。总结了关于损伤形貌、烧蚀阈值和紫外激光损伤半导体机理的实验研究。提出了紫外激光与半导体相互作用可能的研究和新的应用方向。