作者单位
摘要
中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116
提出了一种基于电磁诱导透明(EIT)的多功能偏振无关超表面,其基础结构由1个金属十字结构和4个方环结构组成,并引入了可调控材料硅(Si)以及二氧化钒(VO2),以实现温光双控。利用模拟计算和理论模型分析得到了基础结构作为双明模间接耦合形成EIT透明窗口的结论。由于EIT以及可调控材料的特性,本设计可以在分子传感、可控慢光以及双通道温光双控开关等领域实现应用,并且具有优异的性能。该结构对蔗糖溶液的传感灵敏度为97.6 GHz/(kg/m3),在分子检测领域展示出了巨大潜力。该结构实现了对慢光效应的可选择控制。依据EIT的作用机理,提出了利用可调控材料改变结构谐振进而控制电磁响应的设计思路,并实现了一种双通道温光双控开关,为今后的EIT超表面设计提供了参考。
表面光学 超表面 可调控材料 分子传感 慢光效应 温光双控开关 
中国激光
2024, 51(6): 0603001
Qiushuang Chen 1,2Li Chen 1,2,*Cong Chen 1,2Ge Gao 1[ ... ]Jichun Ye 1,2,**
Author Affiliations
Abstract
1 Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Ningbo 315201, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
AlGaN-based light-emitting diodes (LEDs) on offcut substrates enhance radiative emission via forming carrier localization centers in multiple quantum wells (MQWs). This study introduces the carrier transport barrier concept, accessing its impact on the quantum efficiency of LEDs grown on different offcut sapphire substrates. A significantly enhanced internal quantum efficiency (IQE) of 83.1% is obtained from MQWs on the 1° offcut sapphire, almost twice that of the controlled 0.2° offcut sample. Yet, 1° offcut LEDs have higher turn-on voltage and weaker electroluminescence than 0.2° ones. Theoretical calculations demonstrate the existence of a potential barrier on the current path around the step-induced Ga-rich stripes. Ga-rich stripes reduce the turn-on voltage but restrict sufficient driving current, impacting LED performance.
carrier localization step-bunching potential barrier offcut substrate DUV LEDs 
Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 022501
Author Affiliations
Abstract
School of Information and Control Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
Toroidal multipole is a special current distribution that has many different characteristics from electric multipole and magnetic multipole distributions. Because of its special properties, the toroidal dipole is a research hotspot in the field of metamaterials and nanophotonics. However, the low scattering of the toroidal dipole moment makes its excitation a challenging task. At present, there are relatively few studies on its specific engineering applications. In this paper, by slotting in the rectangular cavity, the excitation of an equivalent toroidal dipole is successfully achieved over a wide frequency range of 53–58 GHz. Results indicate that under the action of the toroidal dipole, the TE10 mode electromagnetic waves transmitted in the rectangular waveguide are converted into vector beams and are radiated outwards. Further adjusting the spatial distribution of the magnetic dipoles in the toroidal dipoles yields results that indicate that the resonance mode in the slot is still dominated by the magnetic toroidal dipole moment, and the electromagnetic waves radiating outward are vortex beams carrying vector polarization. The scattered energy of each dipole moment inside the antenna is calculated. This calculation verifies that the mass of the vector beam and vector vortex beam is closely related to the toroidal dipole supported by this antenna. The proposed structure can be applied to explorations in vortex filtering, in photon entanglement, and in the photonic spin Hall effect.
toroidal dipole vector beams vector vortex beams 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011601
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment, School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
2 Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
3 Center for Excellence in Nanoscience (CAS), Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication (CAS), National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China
4 Macao Institute of Materials Science and Engineering (MIMSE), Macau University of Science and Technology, Macau 999078, China
Journal of Semiconductors
2023, 44(11): 110201
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment, School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
2 Center for Excellence in Nanoscience (CAS), Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication (CAS), National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China
3 Key Laboratory of Optoelectronic Technology & Systems (MoE), College of Optoelectronic Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China
4 Department of Chemical Engineering, Kansas State University, Manhattan, KS 66506, USA
5 Macao Institute of Materials Science and Engineering (MIMSE), Macau University of Science and Technology, Macau 999078, China
Journal of Semiconductors
2023, 44(10): 100201
作者单位
摘要
武汉理工大学 理学院 物理系, 武汉 430070
为了捕获不同材料、不同尺寸的多微粒串列, 采用界面层腐蚀法制备了双锥角光纤探针, 搭建单光纤光镊系统捕获了酵母菌、二氧化硅和聚苯乙烯等材料的多微粒串列。结果表明, 对于相同材料的微粒, 双锥角探针所能捕获的微粒数量随其尺寸增加而减少, 而对于相同尺寸的微粒, 捕获微粒的数量随材料折射率增加而减少; 通过测量捕获微粒串列时各个微粒的捕获力, 发现串列中离探针尖端越远的微粒其所受捕获力越小, 在外力的作用下远端的微粒将率先逃逸; 理论计算显示当光纤探针的2次锥角超过60°时, 不能捕获2个或2个以上的球形微粒, 该结果和实验观测一致。此研究可应用于精细加工和微纳制造。
激光技术 光纤光镊 界面层腐蚀法 多微粒捕获 光捕获 laser technique optical fiber tweezers interfacial layer etching multiparticle trapping optical trapping 
激光技术
2023, 47(3): 335
冯印素 1耿涛然 1陈春雷 1陈洪建 1,*[ ... ]陈聪 1,***
作者单位
摘要
1 河北工业大学 材料科学与工程学院,天津 300401
2 吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室,吉林 长春 130012
基于ABX3晶体结构材料的新型钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、可溶液加工以及低温工艺兼容等优势。与此同时,利用钙钛矿材料合成方法简单、带隙可调以及膜厚和透过率可控等优点制备的半透明钙钛矿太阳能电池为薄膜光伏的发展带来了新的契机,在建筑集成光伏和叠层光伏等领域应用前景广阔。开发高效且高稳定的半透明钙钛矿太阳能电池已成为目前光伏领域的研究重点。本文系统综述了半透明钙钛矿太阳能电池的各功能层(钙钛矿光活性层、电荷传输层和电极)材料选择、光学特性调控、电学特性优化以及制备工艺调控等技术策略,同时提出了对半透明钙钛矿太阳能电池未来发展的一些展望。
半透明 建筑光伏一体化 叠层 钙钛矿太阳能电池 semitransparent building photovoltaic integration tandem perovskite solar cells 
发光学报
2023, 44(9): 1650
刘海 1,2赵思怡 1,2陈聪 1,2高鹏 1,2[ ... ]李雷 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国矿业大学 教育部地下空间智能控制工程研究中心,徐州 221116
2 中国矿业大学 信息与控制工程学院,徐州 221116
设计了一种金属/介质/金属复合光栅与梯度超表面相结合的多功能器件。通过复合光栅的非对称结构实现光的非对称传输,当调制后的波矢量与表面等离极化激元的波矢量相匹配时,金属光栅激发的表面等离极化激元产生单波段光传输;通过梯度超表面实现光的异常反射。当x偏振态光波入射时,不同入射方向可在不同波段激发表面等离极化激元,由于上下光栅的不同周期和非对称的介质环境,光栅可分别在1 128 nm和1 550 nm处实现高透射率;另外在反向入射方向,该器件在1 300~1 400 nm整个波段表现为零吸收,反射率大于90%,可作为反射器。当y偏振态光波入射时,在反向入射方向器件通过相位梯度超表面实现异常反射。该结构可为各种偏振相关的多功能器件和集成光学元件提供参考。
复合光栅 非对称传输 梯度超表面 表面等离极化激元 异常反射 Composite grating Asymmetric transmission Gradient metasurface Surface plasmon polaritons Abnormal reflection 
光子学报
2023, 52(9): 0923002
陈聪 1,2廖洋 2,*郭向朝 3崔新强 3[ ... ]冷雨欣 2,**
作者单位
摘要
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室,上海 200093
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
为实现石英玻璃的快速密封焊接,本文提出了一种利用皮秒激光进行两步扫描的焊接方法,首先利用较高能量脉冲快速扫描,在玻璃界面形成初步焊接,再利用较低能量脉冲慢速扫描,扩大熔池体积。在焊接强度和密封性能等方面,将两步扫描焊接与传统单步扫描焊接进行了对比,结果表明:两步扫描焊接样品具有更高的焊接强度(平均剪切强度达到了45 MPa),同时可实现更好的密封效果。为了探究不同间隙宽度下玻璃焊接强度的变化,通过滴加含不同直径SiO2微球的分散液增大玻璃间隙,结果发现两步扫描方法可以对间隙超过27 μm的石英玻璃进行一定强度的焊接(剪切强度为2.4 MPa)。基于此方法,成功实现了石英玻璃的高强度快速密封焊接,并利用单一皮秒激光扫描平台演示了微通道的快速制备和封装。
激光技术 玻璃连接 密封焊接 两步扫描 微通道封装 皮秒激光 
中国激光
2023, 50(20): 2002101
李洁 1,2张屹 1,2梁志超 1,2陈聪 1,2,*
作者单位
摘要
1 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南 长沙 410082
2 湖南大学智能激光制造湖南省重点实验室,湖南 长沙 410082
激光焊接B340LA高强钢是汽车轻量化设计制造的重要技术难题。采用Fe30金属粉末作为填料开展了B340LA高强钢激光填粉焊接工艺试验,研究了对接间隙、焊接速度和填粉速度对焊缝质量的影响规律,发现在优化工艺参数条件下,可以得到焊缝形貌平整,焊缝强度高于母材的优质焊缝。结果表明,对接间隙是影响表面余高和塌陷的最重要工艺参量,随着对接间隙的增大,焊缝形貌下凹量增大,当对接间隙为0.15 mm时,焊缝出现塌陷。焊接速度对焊缝表面余高和塌陷影响较小,随着焊接速度的增加,焊缝形貌平整,未出现塌陷现象。填粉速度对抗拉强度的影响较大,随着填粉速度的增加,焊接件的组织大范围细化,抗拉强度增加。当填粉速度<8.27 g/min时,焊接接头断裂在焊缝位置;当填粉速度≥8.27 g/min时,焊接接头断裂在母材,此时焊接接头强度高于母材。该研究成果丰富了激光焊接基础理论,为车用B340LA高强钢激光焊接提供技术支撑。
激光技术 激光焊接 工艺特性 焊缝形貌 抗拉强度 高强钢 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714010

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