1 五邑大学 智能制造学部, 广东 江门 529020
2 暨南大学 物理与光电工程学院, 广东 广州 510632
钙钛矿太阳能电池仅用十年左右的时间将效率提升至认证的26.1%,非常接近晶硅太阳能电池26.81%的认证效率,展现出巨大的产业化潜力。当前,钙钛矿太阳能电池器件效率还在提升,然而在器件制备过程中,钙钛矿太阳能电池的性能受到许多不可分割的因素影响,传统方法往往采用试错的方式来优化钙钛矿太阳能电池的制备工艺,花费了大量的时间。贝叶斯优化是一种全局优化算法,在解决人工智能的黑盒问题方面取得了很大的成功。本文利用贝叶斯优化算法对钙钛矿层涉及到的碘化铅(PbI2)过量百分比、退火温度、退火时间、真空萃取时间四个工艺参数进行优化选择,显著降低了研发成本,缩短了研发时间。通过五轮实验迭代,累计34组工艺条件,制备出了器件效率为23.56%的反型钙钛矿太阳能电池。
钙钛矿太阳能电池 机器学习 工艺优化 高效率 perovskite solar cells machine learning process optimization high efficiency
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
1 北京工商大学食品安全大数据技术北京市重点实验室, 北京 100048
2 中国农业科学院作物科学研究所, 北京 100081
为无损探究种子成分分布与种子活力变化的内在关系, 以玉米种子主要成分淀粉为研究对象, 将太赫兹时域反射成像技术与移动窗口相关系数法相结合, 无损可视化构建不同活力程度的玉米种子淀粉空间分布图。 以郑单958玉米品种为例, 实验通过人工老化方式(40 ℃, 100%RH)制备老化0、 18、 36、 54、 72 h的种子样本, 采用Terapluse 4000太赫兹时域光谱仪及反射成像附件扫描获取不同老化程度的样本和纯玉米淀粉样品的太赫兹光谱图像。 以16.35 cm-1下THz图像为基准, 采用阈值分割法精确提取种子胚乳、 种胚区域, 通过对比不同组织区域内THz平均吸光度可得胚乳和种胚光谱明显差异, 且胚乳和淀粉纯物质在51.96 cm-1附近存在明显的共同吸收峰。 应用移动窗口相关系数法(窗口宽度为20, 移动步长为10), 逐像素点计算种子太赫兹时域光谱与纯玉米淀粉光谱的-相关系数, 并根据相关系数值以及坐标信息绘制伪彩色热力图, 可视化构建玉米种子淀粉分布图。 实验统计5个老化阶段、 6个谱区窗口的淀粉分布图中相关系数>0.8的像素点占比可得: 在29.83~67.36 cm-1区间内, 种子胚乳和种子区域内的淀粉含量在种子活力下降过程中呈现总体下降趋势, 即种子淀粉含量与活力呈现正相关关系。 实验结果表明: 太赫兹时域光谱反射成像技术结合移动窗口相关系数伪彩色成像分析方法可以初步实现种子活力变化过程中玉米种子淀粉空间分布特性的无损探测, 该技术可为深入研究种子化学成分与其自身活力之间的制约关系, 无损解析种子生命活动与自身生理生态规律变化提供崭新的视角和方法。
玉米种子 太赫兹时域光谱反射成像 相关系数成像法 移动窗口 淀粉 Corn seeds Terahertz time-domain spectral reflection imaging Correlation coefficient imaging method Moving window Starch 光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2722
1 山东大学,新一代半导体材料研究院,晶体材料国家重点实验室,济南 250100
2 山东工业技术研究院,济南 250100
本文使用导模(EFG)法生长了Ni掺杂β-Ga2O3单晶,并通过粉末X射线衍射(PXRD)和劳厄衍射(Laue diffraction)分别验证了其晶体结构和晶体质量。进一步通过紫外-可见-近红外透过光谱及红外透过光谱研究了Ni2+掺杂对β-Ga2O3光学特性的影响,发现其(100)面的紫外截止边为252.9 nm,对应的光学带隙为4.74 eV。此外,阴极荧光(CL)光谱测试结果显示,Ni2+掺杂β-Ga2O3单晶在600~800 nm具有宽带近红外发光特性,有望拓宽β-Ga2O3单晶材料在宽带近红外方面的应用。
氧化镓 宽禁带半导体 光电性能 宽带近红外发光 导模法 Ni掺杂 Ga2O3 wide-bandgap semiconductor optical and electrical property broadband near-infrared luminescent EFG method Ni doping
南京邮电大学先进光子技术实验室,江苏 南京 210023
提出和研究了一种高信噪比(SNR)随机光电振荡器(ROEO)。该ROEO由随机光纤激光器与光电振荡器两部分组成,得益于随机光纤激光器中瑞利散射(RS)提供的随机分布反馈,实现了宽带随机微波信号的产生。通过在随机光纤激光器中加入另一个波分复用器(WDM),去除残余的拉曼泵浦光,提高了随机微波信号的信噪比。控制信号光的偏振态,抑制了随机腔中的受激布里渊散射(SBS)效应。实验中,获得了带宽为DC~30 GHz(DC代表直流0 Hz,表达的含义是从0 Hz到30 GHz)的随机微波信号。在DC~10 GHz范围内的信噪比约为40 dB,并且腔内的受激布里渊散射与随机微波信号的功率差达到约19.64 dB。高信噪比宽带随机微波信号在随机比特生成、雷达、安全通信等领域有重要的应用前景。
微波光子学 随机光电振荡器 瑞利散射 波分复用器 高信噪比 光学学报
2023, 43(20): 2023001
光学 精密工程
2023, 31(17): 2505
1 山东大学, 新一代半导体材料研究院, 晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
2 山东工业技术研究院, 济南 250100
本文研究了斜切角的引入对β-Ga2O3(100)面衬底加工的影响, 分析了斜切角分别为0°、1°、6°时, (100)面衬底在加工过程中的形貌变化及不同抛光参数对衬底抛光的影响。实验结果表明, 随着斜切角的增大, (100)面衬底在加工过程中的解理损伤问题得以改善, 加工后表面粗糙度降低, 材料去除方式出现了脆性去除-脆塑性混合去除-塑性去除的转变。较小的抛光压力可以有效减少解理损伤, 改善表面质量。斜切角为6°时的(100)面衬底抛光效率高, 抛光后表面粗糙度可达到Ra≤0.2 nm。
解理 斜切角 抛光 表面粗糙度 β-Ga2O3 β-Ga2O3 cleavage miscut-angle polishing surface roughness
1 北京理工大学光电学院,北京 100081
2 北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心,北京 100081
超短焦偏振折反射虚拟现实(VR)镜头是新兴的近眼显示光学解决方案,能满足用户对大视场、大出瞳和高清晰度的需求。本文详述了超短焦偏振折反射VR镜头的光路原理,说明了偏振折反射VR光学方案相较于传统VR光学方案的优势,并研究了低应力镜片的设计方法。为增加设计自由度,提出将非球面转化为环形拼接非球面,并介绍了拼接非球面的数学描述与优化策略。针对不同视场的像质差异问题,引入了像质自动平衡优化算法。采用上述方法先后设计了47°视场角和96°视场角的两款超短焦偏振折反射VR镜头,在像质平衡优化后,全视场调制传递函数值较采用普通非球面的系统提升了0.35以上。研究结果证明了环形拼接非球面在VR镜头设计中的可行性与高自由度优势,并体现了像质平衡优化算法的实用性。介绍了超短焦偏振折反射VR镜头的研发流程,原理样机的测试结果验证了该光学系统的良好显示性能。本文提出的设计方法对VR近眼显示设备的高清化与轻量化发展具有指导意义。
光学设计 虚拟现实 近眼显示 拼接非球面 超短焦偏振折反射镜头 光学学报
2023, 43(15): 1522001