1 上海航天控制技术研究所，上海 201109
2 中国航天科技集团有限公司 红外探测技术研发中心，上海 201109
系统梳理了基于单元盖格雪崩光电二极管的多类距离重构方法的原理与特点，分析了适用于面阵盖格雪崩光电二极管的距离重构方法。采用激光细光束二维扫描发射覆盖探测视场和面阵盖格雪崩光电二极管焦平面阵列器件探测接收目标回波的方式，搭建了激光三维成像实验装置。采用不同距离重构方法对激光回波点云原始数据进行目标距离信息提取，以信号与背景计数的比值定量评估目标距离重构结果的差异。实验比对结果表明，空间相关处理后的信号与背景计数比值由0.5提升至6.67，提升效果明显。激光三维成像实验结果对比发现，在100 Hz成像帧频下仅有空间相关方法能重构出目标三维轮廓，验证了空间相关重构方法的优势和有效性，支撑了基于盖格雪崩光电二极管焦平面阵列高帧频远距激光三维成像技术工程应用。
激光雷达 光子计数 三维成像 盖格雪崩光电二极管 焦平面阵列 LiDAR Photon counting 3D imaging Gm-APD Focal plane array 光子学报
2022, 51(12): 1214005
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
为了解决传统立体显示器成像不满足人眼正常成像规律的问题,同时考虑到穿戴设备兼具质量小、体积小的特点,在计算分析光学系统参数的基础上,结合数字微镜元件(DMD)和压电可变形反射镜(PDM),利用Zemax软件设计出了具有多焦平面投影功能的光学系统。该光学系统由7片透镜组成,总长为200 mm,视场角为40°,采用双远心光路结构。对光学系统的整体分析结果表明,改变PDM的曲率半径,可实现多焦平面的成像。人眼根据自身的调节作用,在特定位置处可观察到由各个焦面位置处(屈光度范围为0~3 m
-1)的二维图像重叠所带来的整体三维效果。最后对系统的成像质量进行分析,结果表明该系统在极限分辨率为37 lp/mm时,各视场处的调制传递函数(MTF)均高于0.4,性能良好,满足设计要求。
光学设计 多焦面投影 数字微镜元件 双远心光路
1 四川大学材料科学与工程学院
2 四川大学物理科学与技术学院, 成都610064
3 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
利用高分子网络凝胶法制备了Eu∶YAG纳米粉体, 样品的性能通过热重-差热分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、激发谱和发光光谱进行了表征。结果表明, Eu∶YAG纳米晶体的形成温度为900℃, 比固相反应法低700℃; Eu∶YAG纳米粉体呈珊瑚虫状形貌, 粒径大小为100~150nm;Eu∶YAG纳米粉体的荧光谱在594nm处出现最强发射峰, 发光强度随着Eu3+浓度从1 at.% 增加至5 at.%的过程而逐渐增强, 在浓度继续由6 at.%增加至8 at.%的过程中出现了浓度猝灭现象, 并讨论了引起该现象的机理原因。
Eu∶YAG纳米粉体 高分子网络凝胶 结晶 形貌 发光 Eu∶YAG nano-phosphors polyacrylamide gel crystallization morphology luminescence
1 四川大学材料科学与工程学院
2 四川大学物理科学与技术学院, 成都 610064
3 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
采用简单的电化学沉积方法, 通过调节电解液浓度和pH值, 在硅衬底上实现了ZnO纳米结构的形貌控制。通过X射线衍射、扫描电镜和光致发光谱等表征手段对不同形貌的ZnO纳米结构进行了研究。研究发现, 通过调节沉积条件, 可以获得纳米棒、纳米簇丛和纳米片等不同形貌的ZnO纳米结构。其中, 溶液pH值是纳米ZnO从一维结构到二维结构转变的关键因素。当pH值为12时, 所获得的纳米ZnO为二维片状结构。光致发光谱显示二维ZnO纳米片的紫外本征峰相对于一维ZnO纳米棒发生了明显的蓝移, 并且可见区的发光峰大大降低。这一结构将在光电器件、传感器等领域有很好的应用前景。
电化学沉积 形貌 光致发光 ZnO ZnO electrochemical deposition morphology photoluminescence
1 四川大学材料科学与工程学院
2 四川大学物理科学与技术学院，微电子科学与技术四川省重点实验室，成都 610064
3 四川大学重庆光电技术研究所，重庆 40006
以Al(NO3)3·9H2O、Y(NO3)3·6H2O 和 Nd(NO3)3·6H2O为原材料，丙烯酰胺和N′N亚甲基双丙烯酰胺为单体和网络剂，采用高分子网络凝胶法制备了Nd∶YAG纳米粉体。分别用热重差热分析、Ｘ射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和荧光分光光度计对所得样品进行表征。结果表明，钇铝石榴石晶相的形成温度为880℃，粉体呈珊瑚虫状，粒径随着温度的升高而增大。Nd∶YAG纳米粉在401nm处有强烈的发光峰，可以作为紫光光源的考虑对象；另外在研究中还发现了Nd3+在YAG中的浓度猝灭现象。
高分子网络凝胶 形貌 发光性能 Nd∶YAG Nd∶YAG polyacrylamide gel morphology luminescent properties
1 四川大学材料科学与工程学院
2 四川大学物理科学与技术学院
3 四川大学国家生物材料工程研究中心, 成都610064
以氯化锌、草酸钠和多酚为原料, 通过沉淀反应及调节多酚浓度制得形貌可控的二水草酸锌晶体, 再通过热分解得到三维自组装纳米氧化锌结构。分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-差热分析(TG-DTA)和荧光分光光度计(PL)对制备的样品进行表征。结果表明: 随着多酚含量的增加, 四方块状二水草酸锌出现了中空结构, 当多酚浓度达到20mg/mL时晶体变成无规则的小碎块。当多酚含量为3.0mg/mL时, 晶体尺寸最大。光致发光谱显示三维氧化锌发出很强的蓝绿光, 并随着退火温度的升高而增强。
氧化锌 三维纳米结构 二水草酸锌 多酚 ZnO 3D nano-structures zinc oxalate dihydrate polyphenols
