作者单位
摘要
1 闽江学院 物理与电子信息工程学院, 福建 福州  350108
2 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆  400065
近红外光探测能力强的光电探测器更有利于检测人体心率,而且探测范围覆盖红光与近红外光的宽带响应光电探测器能用于检测血氧饱和度,因此提升宽带响应光电探测器的红光与近红外光探测能力具有重要意义。然而,经典的二元体异质结宽带响应倍增型有机光电探测器通常由于活性层中给体/受体比例差异较大,导致器件对红光与近红外光的响应能力较弱甚至没有响应。本文通过用少量给体材料PCE10替代活性层P3HT∶IEICO?4F(100∶1)中部分P3HT的方法,制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCE10∶IEICO?4F(90∶10∶1)/Al的体异质结三元倍增型有机光电探测器。-20 V偏压下,三元器件获得紫外到近红外(330~810 nm)响应较均匀的EQE光谱,并且器件在660 nm和810 nm处的EQEs(134000%和147000%)是相同条件下二元器件的78倍和106倍,相应的探测灵敏度(5.4×1013 Jones和7.27×1013 Jones)分别提升了26倍和36倍。三元器件的红光和近红外光探测能力得到显著提升,为制备用于人体心率与血氧饱和度检测的高性能光电探测器提供了策略。
近红外 心率 血氧饱和度 体异质结 倍增型有机光电探测器 三元 near-infrared heart rate blood oxygen saturation bulk-heterojunction photomultiplication-type organic photodetector ternary 
发光学报
2023, 44(12): 2222
作者单位
摘要
1 闽江学院 物理与电子信息工程学院, 福建 福州 350108
2 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
通过溶液旋涂制备了结构为ITO/ZnO/P3HT∶ITIC/Ag的紫外无机-有机复合结构光电探测器, 混合膜中聚合物给体(P3HT)和非富勒烯小分子受体(ITIC)的质量比为100∶1。由于载流子传输通道不连续, 器件在零偏压下的暗电流密度很小, 为5.8×10-10 A·cm-2, 为器件实现外加电场可调和光电流倍增提供了条件。在正向偏压作用下, 氧化锌(ZnO)界面层能吸收紫外光产生自由电子和空穴参与载流子输运(减少载流子复合几率), 从而提升器件的外量子效率(EQE)。随正向偏压的增加, ZnO界面层能够与活性层(P3HT∶ITIC)共同作用使器件的光电流倍增。45 V偏压下, 器件在350 nm处可获得最小半高宽约为49 nm的EQE光谱响应峰,最高EQE、响应度和探测灵敏度分别为420000%、1 185 A·W-1和1.8×1013 Jones。上述结果为制备基于电场调控的高性能紫外窄带无机-有机复合结构光电探测器提供了有效策略。
溶液旋涂 紫外 无机-有机复合 光电探测器 氧化锌 solution spin-coating ultraviolet inorganic-organic composite photodetector zinc oxide 
发光学报
2022, 43(1): 103
作者单位
摘要
1 闽江学院 物理与电子信息工程学院, 福建 福州 350108
2 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
采用溶液法制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/活性层/Al的四元倍增型有机光电探测器,器件本体异质结活性层由P3HT∶PTB7-Th∶IEICO∶PC71BM以90∶10∶0.5∶0.5的质量比共混组成。随着偏压增加,器件外量子效率(External quantum eciency,EQE)远超100%,并展现300~850 nm的宽光谱响应。在330 nm与780 nm处,器件可获得的最高EQEs和响应度分别为773000%和2 057 A·W-1 以及311000%和1 956 A·W-1,为有机光电探测器在紫外和近红外光区可获得的最高EQE和响应度之一。-25 V偏压下, 与结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PTB7-Th∶IEICO(90∶10∶1)/Al的三元器件相比,四元器件的平均EQE(388167%)、响应度(1 604 A·W-1)以及探测灵敏度(3.6×1013 Jones)分别提高了0.5倍、0.5倍和0.4倍,有效提升了器件对弱光的探测能力。上述结果提供了一种制备多元宽带倍增型有机光电探测器的有效策略,用以提高器件弱光探测能力,特别是提升了器件对紫外和近红外光的响应与探测能力。
溶液法 四元 倍增型有机光电探测器 紫外 近红外 solution processing method quaternary photomultiplication-type organic photodetectors ultraviolet near infrared 
发光学报
2021, 42(7): 1057
作者单位
摘要
闽江学院物理与电子信息工程学院,福建 福州 350108
基于严格的全矢量衍射理论,系统详尽地分析了装校失调对大口径离轴抛物面镜(OAP)光束聚焦特性的影响。研究结果表明,OAP的三维平动及绕z轴偏离旋转后衍射焦斑形态没有发生改变,只是焦斑中心位置发生了偏移,利用瑞利判据获得了OAP的三维平动及绕z轴偏离旋转公差的量化关系;当OAP发生绕xy轴偏离旋转时会引起像散、彗差的出现致使衍射焦斑形态发生变化,产生严重畸变,大幅降低焦斑的峰值光强。并详细探讨了衍射焦斑峰值光强下降10%时容许的最大旋转偏离角与OAP离轴参量、光束参量的变化关系。因此,理解装校失调对光束聚焦特性的影响机制及变化关系,可以为OAP的精密调整提供可靠的理论依据。
激光光学 光束聚焦 全矢量衍射 离轴抛物面镜 失调 
激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1114006
作者单位
摘要
1 闽江学院 物理与电子信息工程学院, 福建 福州 350108
2 重庆大学 光电工程学院, 重庆 400044
采用溶液法制备了结构为ITO/ZnO/P3HT∶IEICO/Al和ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶IEICO/Al的倍增型有机光电探测器, 活性层中电子给体(P3HT)和电子受体(IEICO)的质量比为100∶1。以氧化锌(ZnO)为界面层的器件在正向与反向偏压下都能良好工作, 而以PEDOT∶PSS为界面层的器件只能在反向偏压下工作。 -15 V偏压下, 与PEDOT∶PSS界面层器件相比, ZnO界面层器件的暗电流密度(2.2 μA/cm2)降低4倍以上, 1.5 mW/cm2光照下的光电流密度(3.7 mA/cm2)提高3倍以上, 外量子效率(External quantum efficiency,EQE)平均值(3262%)、响应度平均值(13.3 A/W)和探测灵敏度平均值(1.6×1013 Jones)分别提高4倍、4倍和11倍以上。这些结果表明, 以ZnO为倍增型有机光电探测器的界面层, 可以降低器件的暗电流密度并提高器件的EQEs, 从而显著提高器件的光电性能。
溶液法 氧化锌 界面层 倍增型有机光电探测器 solution-processing ZnO interfacial layer photomultiplication-type organic photodetectors 
发光学报
2021, 42(2): 241
Author Affiliations
Abstract
Department of Physics & Electronic Information Engineering, Minjiang University, Fuzhou 350108, China
We demonstrate a configuration optimization process of an off-axis parabolic mirror to maximize the focused peak intensity based on a precise knowledge of the tight focusing properties by using a full vector-diffraction theory and obtain an optimum configuration scaling rule, which makes it possible to achieve the maximum peak intensity. In addition, we also carry out an assessment analysis of the offset and off-axis angle tolerances corresponding to a 5% drop of the maximum focused peak intensity and present scaling laws for the tolerances of the offset and off-axis angle. Understanding these scaling laws is important to enhance the focusability of a laser beam by an off-axis parabolic mirror in the optimum configuration, in particular, which is valuable for structural design and selection of an off-axis parabolic mirror in ultrashort and ultraintense laser–matter interaction experiments.
off-axis parabolic mirror laser focusing vector-diffraction theory configuration optimization 
Chinese Optics Letters
2021, 19(3): 032601
Author Affiliations
Abstract
1 College of Photonic and Electronic Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China
2 Department of Physics and Electronic Information Engineering, Minjiang University, Fuzhou 350108, China
A tunable dual-band infrared polarization filter is proposed and investigated. Based on the perfect absorption characteristic of the metal-dielectric-metal sandwich structure, the reflection spectrum performs as a filter. The filter consists of three layers. The top layer is a compound metal nano-structure array comprised of rectangular strips. The middle and bottom layers are a dielectric spacer and metal film, respectively. The calculated results show that the filter properties are closely related to the polarization of the incident light. Different dual-band wavelengths are filtered while the incident light has different polarizations, which are parallel or vertical to the x axis. Moreover, it is found that the resonant wavelength strongly depends on the length of the rectangular strip (which causes the resonant effect) and is independent of other strips. Therefore, the filter wavelengths can be tuned freely by adjusting the length of the corresponding rectangular strip. In addition, the calculated results show that all of the intensities at the filter wavelengths are closed to zero, which implies that the filter exhibits good filtering performance.
130.0130 Integrated optics 130.7408 Wavelength filtering devices 130.3990 Micro-optical devices 
Chinese Optics Letters
2015, 13(3): 031301
作者单位
摘要
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
利用时谐电磁场和波导理论, 推导出锥形空心金属波导中球横电模和球横磁模各电磁场分量的解析表达式, 对输出孔径是亚波长尺寸的锥形空心金属波导内球横电模和球横磁模的传输特性及与锥形空心金属波导内光透射率有关的时间平均能量密度分布进行了详细的分析。运用数值求解获得的精确本征值, 进一步讨论了光波波长、锥形波导的长度、输出孔径以及锥角对锥形空心金属波导内时间平均能量密度分布的影响。研究结果表明, 时间平均能量密度分布在锥形金属波导内呈现准周期性变化, 且周期与传输模式、锥角及光波波长有关。并且, 在传输径向坐标上会出现一个最大值, 最大值的位置随光波波长、锥角发生强烈的变化。
集成光学 电磁场空间分布 波导理论 传输特性 时间平均能量密度 
光学学报
2009, 29(6): 1487
作者单位
摘要
1 湖南大学计算机与通信学院, 湖南 长沙 410082
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
增益或损耗对光纤的传输特性影响很大。使用Davidenko方法对复折射率光纤的传输特性进行了分析。研究了复折射率纤芯或复折射率包层阶跃光纤,通过比较发现,使用Davidenko方法得到的解与精确解符合得很好。对于芯区为复折射介质的光纤,HE11模与LP01模增益值偏差约为0.6%;对于包层区为复折射率介质的光纤,HE11模与LP01模增益值偏差约为2%。实际研究工作中,为了得到更精确的结果,应该求解全矢量的复本征方程,尤其是包层具有增益或损耗的光纤。
光纤光学 传输特性 Davidenko方法 复折射率光纤 
光学学报
2008, 28(3): 409
作者单位
摘要
1 湖南大学计算机与通信学院, 湖南 长沙 410082
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
3 中国电子科技集团第二十三研究所, 上海 200437
从波动理论出发,对锥形光纤的纵向传播常数进行泰勒(Taylor)级数展开,经近似得到了锥形光纤功率分布的解。基于此理论,对锥形光纤的功率分布特性进行了讨论,并分析了锥形光纤的长度、锥度和光纤折射率等参数对锥形光纤不同模式功率分布的影响。为了减小功率泄漏,当光从锥形光纤大端入射时,应当减小锥长,减小锥度,增大纤芯包层折射率差; 当光从锥形光纤小端入射时,应当增加锥长,增加锥度,增大纤芯包层折射率差。在长锥长、大锥度情况下,光纤折射率分布的影响相对较小。
光纤光学 高功率光纤激光 锥形光纤 功率分布 
中国激光
2008, 35(3): 422

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