1 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130012
2 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
4 黑龙江大学核科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
硬X射线调制望远镜是我国第一颗X射线天文卫星, 其载荷低能X射线望远镜采用了SCD型探测器CCD236, 主要对能量在0.7~13.0 keV的软X射线光子进行观测。 卫星发射前, 需要对探测器进行详细的性能标定, 其中包括能量响应矩阵的标定。 能量响应矩阵是能谱分析的关键。 CCD236探测器输出能谱并不是观测光源的真实发射谱, 而是发射谱与探测器能量响应矩阵的卷积结果。 一般可以通过直接反卷积的方法还原光源的真实能谱。 解谱过程可以看作是一维成像问题, 利用能量响应矩阵与输出能谱进行反卷积解谱。 常用的反卷积算法为Lucy-Richardson迭代算法, 其利用条件几率的贝氏定理反复进行运算, 进而对输出能谱进行反解, 得到观测光源的真实发射能谱。 通过能量响应矩阵对CCD236探测器的55Fe测量能谱进行解谱。 经过解谱, 能谱的能量分辨从144.3 eV提升到了65.6 eV@5.9 keV, 连续谱成分被明显地抑制, 提高了能谱的峰背比。 反解能谱由两个半峰全宽很小的(<70.0 eV)高斯峰组成, 两成分的强度比为8.4, 能够很好地表征真实发射谱的结构。 利用这种方法可对材料X射线荧光谱进行解谱, 还原材料的荧光谱, 提高能谱的能量分辨。 反解结果中主要元素各类荧光线通过解谱彼此独立, 能谱峰背比很高, 可以很好地用于X射线荧光分析中, 提高荧光谱的质量。
X射线探测器CCD236 Lucy-Richardson迭代 X射线荧光分析 X-ray detector CCD236 Lucy-Richardson iterative method X-ray fluorescence analysis 光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2823
1 吉林师范大学物理学院, 吉林 四平 136000
2 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130012
3 东北师范大学物理学院, 吉林 长春 130012
4 安庆师范学院物理与电气工程学院, 安徽 安庆 246133
用平面波展开法研究了二维函数光子晶体的带隙结构,其介质柱折射率为空间坐标函数。对TE和TM波带隙结构进行了数值分析,并与二维常规光子晶体（即介质柱折射率为常数） 带隙结构进行了比较。研究了介质柱半径ra、函数系数k和参数b对二维函数光子晶体带隙结构的影响,结果表明通过改变ra、k、b的取值, 可实现对二维函数光子晶体带隙的调节；二维函数光子晶体存在绝对带隙及半Dirac点。这些结论为光子器件设计提供了新的理论依据。
量子光学 二维函数光子晶体 带隙结构 绝对带隙 半Dirac点 quantum optics two-dimensional function photonic crystals band gap structure absolute band gap semi-Dirac points
1 吉林建筑工程学院材料科学与工程学院, 吉林 长春 130118
2 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130021
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
设计中心波长为520 nm, 改变有机层厚度, 即空穴传输层NPB和发光层Alq3的厚度, 分别由10 nm逐渐增加至100 nm, 器件的总体厚度也随着改变, 分别计算模拟出有机电致发光器件(OLED)和微腔有机电致发光器件(MOLED)的电致发光谱(EL), 并对光谱的积分强度、 峰值强度、 半峰全宽、 峰值位置的三维分布图进行比较分析。 综合考虑光谱的峰值位置(中心波长)、 最大的峰值强度和积分强度(与亮度、 效率相关)、 最小半峰全宽(色纯度高)进行合理的设计, 可以找到最佳厚度。 发现: NPB和Alq3的厚度分别为70和62 nm时, 器件性能最佳, 并且微腔器件的结果尤为明显。 结果表明, 通过模拟计算, 可以深入探索MOLED和OLED发光特性, 设计出合理的器件结构。
有机电致发光器件 光学微腔 厚度 模拟计算 Organic light-emitting devices Optical microcavity Thickness Theoretical calculation
1 吉林建筑工程学院材料科学与工程学院, 吉林 长春130118
2 吉林大学物理学院, 吉林 长春130021
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
微腔的谐振腔长度直接影响微腔有机电致发光器件(MOLED）的发光特性, 根据微腔器件的相关计算公式运用传输矩阵法, 分别对微腔长度Ｌ＝λ／２和Ｌ＝λ(λ: 中心波长)时, 在微腔内不同位置激子复合发光的电致发光谱(EL）进行模拟计算和比较。 发现: 微腔长度为Ｌ＝λ／２时, 峰值均为520 nm, 半峰全宽均为17 nm, 激子处在微腔的中心位置时, 峰值强度和积分强度均为最大。 Ｌ＝λ时, 激子在腔内不同位置时, 峰值均为520 nm, 半峰全宽均12 nm, 在腔的中心区域时, 与Ｌ＝λ／２时正好相反, 峰值强度和积分强度最小。 分析后判断是因为两种长度的微腔内电场强度分布不同, 激子位于腔内电场的最大值处发光性能最好。 说明要制作出高效率的MOLED, 要区别不同谐振腔长度, 并使激子处于腔内电场最大处。
有机电致发光器件 光学微腔 谐振腔长度 模拟计算 Organic light emitting device Optical microcavity Resonant cavity length Simulation
1 吉林大学物理学院， 吉林 长春 130061
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 130031
3 国家卫星气象中心， 北京 100081
研究了在卫星上太阳光扫过太阳辐射监测仪视场期间，太阳入射角的时间变化函数和在这种变角入射情况下辐射计接收腔的温度响应情况以及测量太阳辐照度的观测角变化修正问题。太阳辐射监测仪上的绝对辐射计是在腔上接收辐射功率发生微小变化的情况下，关闭快门进行电功率定标获得太阳辐射照度的，将腔接收辐射功率的这种微小变化作为角度修正因子对太阳辐照值进行了修正。风云三号卫星上两年来测得的2×104多组数据进行这种观测角变化修正后，获得的太阳常数值为1368±4 W/m2。其不确定度为0.3%，同世界气象组织推荐的公认值1367±7 W/m2及欧美国家至今在各类卫星上测量值相一致。
测量 太阳辐射监测仪 观测角度修正 腔温响应函数 太阳常数 风云三号气象卫星
1 吉林大学, 吉林 长春 130021
2 吉林建筑工程学院材料科学与工程学院, 吉林 长春 130021
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激发态物理重点实验室, 吉林 长春 130033
根据微腔原理运用传输矩阵法对构成微腔有机电致发光器件(MOLED)谐振腔的两个反射镜进行模拟计算并比较, 可观察到：随金属反射镜的反射率增大, 微腔器件的电致发光(PL)谱的半峰全宽(FWHM)逐渐窄化; 峰值逐渐蓝移至设计的谐振峰值520 nm处; 峰值强度和光谱积分强度逐渐增强。结果表明：金属反射镜反射率越大越好。随DBR反射镜的周期数从1增加到9, EL的峰值均为 520 nm, 半峰全宽逐渐窄化, 积分强度逐渐减弱; 峰值强度由弱增强再减弱, 4个周期时峰值强度最大, 所以设计微腔器件时, DBR的周期是一项很重要的参数。DBR反射率太大不利于出光, 太小微腔效应小。需要根据制作目的和需要进行合理选择。
有机电致发光器件 微腔 反射镜 organic light emitting device microcavity mirror
1 吉林建筑工程学院 材料科学与工程学院,吉林 长春 130021
2 吉林大学 物理学院,吉林 长春 130021
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
设计并制作了三个不同厚度的红色有机微腔电致发光器件,器件结构是:Glass/DBR/ITO(厚度分别为150,182,196 nm)/NPB(82 nm)/DCM-Alq3(71 nm)/Mg-Ag(70 nm)。实验结果表明,随着氧化铟锡(ITO)的厚度增加,导致整个微腔器件的腔长度增加,器件的谐振模式(发光峰值)改变,由604 nm红移到640 nm最后到656 nm。CIE色坐标由(0.52,0.48)变至(0.61,0.37)至(0.61,0.38),色纯度逐渐提高。性能较好的是ITO厚度为150 nm的微腔器件,中心波长位于604 nm处,最大亮度达到32008 cd/m2,最大电流效率为3.15 cd/A。这表明ITO厚度对微腔有机电致发光器件的发光性能有着很大影响。
光电子学 有机电致发光器件 光学微腔 氧化铟锡(ITO)厚度
1 吉林建筑工程学院 材料科学与工程学院， 吉林 长春130021
2 吉林大学 物理学院， 吉林 长春130021
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激发态物理重点实验室， 吉林 长春130033
用一种宽谱带材料Alq3作为发光层，设计并制作白色有机微腔电致发光器件。器件结构：Glass/DBR/ITO(194 nm)/NPB(93 nm) /Alq3(49 nm)/MgAg(150 nm)，得到了位于蓝(488 nm)和红(612 nm)光区域的两个腔发射模式，并通过颜色匹配获得了白光。器件的最大电致发光亮度16 435 cd/m2，最大效率11.1 cd/A，典型亮度值100 cd/m2时的发光效率、电压、电流密度分别是9 cd/A，6 V和1.2 mA/cm2，CIE 色坐标为(0.32, 0.34)。在不同的驱动电压下，器件的发光颜色稳定，说明了微腔是一种制作白光OLED的有效结构。
有机电致发光器件 微腔 白光 腔模式 organic light-emitting device microcavity white light cavity mode
1 吉林建筑工程学院 材料科学与工程学院, 吉林 长春 130021
2 吉林大学 物理学院, 吉林 长春130021
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
设计并制作了两个器件，一个是微腔有机电致发光器件(MOLED)：G/DBR/ITO/NPB(46 nm)/DPVBi(20 nm)/Alq3(56 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)；一个是无腔器件(OLED)：G/ITO/NPB(46 nm)/DPVBi(20 nm)/Alq3(56 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)。测试并分析了器件性能。OLED在电流密度30 mA/cm2时的电致发光(EL)光谱随观测角度由0°~70°都是一宽谱带，是发光层DPVBi的特征发光谱，峰值都在452 nm处，半峰全宽均为70 nm，色坐标均为(x=0.18,y=0.19)，无腔器件没有角度依赖性。相同电流密度下，微腔器件的EL谱随观测角度由0°~70°，发光峰值蓝移，由472 nm逐渐移至428 nm；峰值相对强度渐弱，由0.32变至0.02；半峰全宽由14 nm增加至120 nm；色坐标由(x=0.14，y=0.10)变至(x=0.19，y=0.25)，颜色由紫蓝变成蓝白到接近白色。微腔器件具有明显的角度依赖性。
有机电致发光器件 微腔 角度依赖性 蓝光 OLED microcavity angle dependence blue
