1 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
2 昆明物理研究所，云南昆明 650223
3 陆军装备部驻西安地区军代局驻西安地区第八军事代表室，陕西西安 710065
针对铝镓氮光阴极像增强器极限分辨力远小于同结构类型砷化镓光阴极像增强器极限分辨力的问题，基于紫外光激发荧光粉发光的特性，搭建了铝镓氮光阴极的紫外光传输特性评测装置，对铝镓氮光阴极紫外光传输特性进行了测量，并依据非衍射光学系统传函方程推算了铝镓氮光阴极的紫外光学传递函数；依据近贴聚焦系统调制传递函数方程，并基于制备的铝镓氮光阴极像增强器的分辨力测试数据，推导了铝镓氮光阴极像增强器的前近贴聚焦系统调制传递函数方程；通过对比研究铝镓氮光阴极的紫外光调制传递函数方程和铝镓氮光阴极像增强管的前近贴聚焦系统调制传递函数方程对系统传函影响的比例权重，提出紫外光在铝镓氮光阴极内部传输时紫外光散射，以及紫外光激发载流子在铝镓氮激活层中的散射和发射电子散射均是造成铝镓氮光阴极像增强管极限分辨力低的因素，且紫外光激发载流子在铝镓氮激活层中的散射和发射电子散射是最主要的影响因素。
极限分辨力 铝镓氮光阴极 像增强器 limiting resolution, AlGaN photocathode, image int
1 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
2 昆明物理研究所，云南昆明 651505
铝镓氮光电阴极日盲紫外像增强器以日盲特性优、探测灵敏度高等特点，已被广泛应用于日盲紫外探测系统中，辐射增益是表征其增强功能的重要指标之一。本文针对铝镓氮光电阴极日盲紫外像增强器辐射增益数学模型及测试方法缺乏问题，采用在微光像增强器亮度增益数学模型基础上，对光电阴极引入入射辐射照度，对荧光屏引入视见函数这两个量值，推导出了有效直径为.18 mm的双近贴聚焦铝镓氮光电阴极紫外像增强器辐射增益(.＝254 nm)的数学模型，采用实验室标准设备对数学模型中光电阴极量子效率、微通道板电流增益、荧光屏发光效率等参数进行了有效测量，将诸参数的测量值带入了辐射增益数学表达式中，计算出了 10支铝镓氮光电阴极日盲紫外像增强器样品的辐射增益理论值；同时改造完成了一套紫外像增强器辐射增益测试系统，利用该系统测试了上述 10支样品的辐射增益，并对数学理论值与实际测量值进行比较，两者偏差在 10%之内，验证了数学模型和测试系统的正确性。本文研究的辐射增益数学模型可指导高辐射增益紫外像增强器技术相关研究。
铝镓氮光电阴极 紫外像增强器 辐射增益 辐射照度 辐射出射度 AlGaN photocathode, UV image intensifier, radiatio
1 中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
描述了基于AlGaN日盲紫外焦平面成像系统的硬件和软件设计,实现了对320×256阵列的AlGaN日盲紫外焦平面探测器输出信号的采集、图像处理和成像显示,针对紫外焦平面阵列(UVFPA)器件响应不均匀性,以及容易产生条纹状固定图形背景的问题,以FPGA为硬件平台,研究了紫外图像的非均匀性校正算法,实现了紫外图像的实时非均匀性校正。经实时的紫外图像处理实验对比与分析表明,该算法有效地提高了图像质量,非均匀性从9.609%降到了4.642%。从实时的紫外图像处理结果来看,成像处理系统完成了图像采集、处理,以及成像显示,并取得了良好的成像效果。
图像处理 日盲 紫外探测器 成像系统 铝镓氮 image processing solar-blind ultraviolet detector imaging system AlGaN
1 中南大学物理与电子学院 超微结构与超快过程湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410083
2 东南大学 先进光子学中心, 江苏 南京 210096
基于飞秒激发Z扫描实验技术, 研究了氮化镓薄膜和不同铝掺杂含量的掺铝氮化镓(以下简称铝镓氮)薄膜的超快非线性光学响应特性。在开孔Z-scan测试中, 纯GaN晶体薄膜表现出典型的双光子吸收特性, 双光子吸收系数为3.5 cm/GW, 且随着激发光强的增大而逐渐减小。随后测试了不同铝掺杂含量的AlxGa1-xN薄膜的非线性吸收系数。结果表明, 随着铝掺杂摩尔分数的提高(0, 19%, 32%, 42%), 非线性吸收系数逐渐减小(18, 10, 6, 5.6 cm/GW)。结合半导体非线性吸收理论分析, AlxGa1-xN薄膜材料的非线性过程主要是双光子吸收主导非线性响应物理过程。实验结果与半导体双光子吸收过程Sheik-Bahae理论符合得很好。
铝镓氮薄膜 双光子吸收 能带调控 AlxGa1-xN films two-photon absorption band-gap engineering
集成光电子国家重点联合实验室 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
采用金属有机物化学气相沉积系统在硅面碳化硅衬底的(0001)面上生长氮化铝缓冲层, 并通过改变3层梯度铝镓氮（AlxGa1-xN: x=0.8,0.5,0.2）缓冲层的生长温度和氨气流量, 制备出了高质量的氮化镓外延层。分别采用X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和拉曼光谱对氮化镓外延层进行表征。实验结果表明, 随着氮化镓外延层中张应力的降低, 样品的晶体质量、表面形貌和光学质量都有显著提高。在最优的梯度铝镓氮缓冲层的生长条件下, 氮化镓外延层中的应力值最小, 氮化镓(0002)和(1012)面的摇摆曲线半峰宽分别为191 arcsec和243 arcsec, 薄膜螺位错密度和刃位错密度分别为7×107 cm-2和3.1×108 cm-2, 样品表面粗糙度为0.381 nm。这说明梯度铝镓氮缓冲层可以改变氮化镓外延层的应力状态, 显著提高氮化镓外延层的晶体质量。
氮化镓 梯度铝镓氮缓冲层 晶体质量 应力 GaN step-graded AlGaN buffer crystallinity stress
中国兵器工业集团公司第53研究所, 济南 250031
采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备了不同Al组分含量的2μm厚AlxGa1-xN外延膜, 通过透射电镜定性分析了外延膜中的位错和缺陷, 通过高分辨X射线衍射试验对AlxGa1-xN外延膜进行ω/2θ扫描, 结果显示外延膜为六方晶系纤锌矿结构, 通过对对称面和非对称面的晶面间距进行修正精确计算了外延膜晶格常数, 并由此对应变进行定量分析, 四个不同Al组分的AlxGa1-xN外延膜样品的四方畸变值随Al含量的增大而逐渐减小, 并且均小于零, 在水平方向上均处于压应变状态。
铝镓氮外延膜 高分辨X射线衍射 晶格常数 应变 AlGaN epitaxial film MOCVD MOCVD high resolution X-ray diffraction crystal lattice constant strain
1 中国科学院上海技术物理研究所红外成像与器件重点实验室, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100039
3 常州光电技术研究所, 江苏 常州 213100
介绍了一种便携式电晕放电检测紫外相机的设计方案。该相机选用320×256元AlGaN基“日盲”紫外 焦平面作为探测芯片, 其波长范围为240 ? 280 nm, 具有可见光和紫外两个通道, 充满电后能持续工作6 h以上。实验 结果表明, 该相机可以成功获取清晰的紫外目标图像, 并可实现对紫外信号的实时监测。
电晕放电 紫外相机 铝镓氮 corona UV camera FPGA FPGA AlGaN
1 中国科学院上海技术物理研究所,传感技术国家重点实验室,上海,200083
2 中国科学院半导体研究所,北京,100083
宽禁带半导体材料的研究和突破,带动了各种器件的发展和应用.GaN基紫外探测器具有通过调整材料的配比可以调节器件响应的截止波长的优点,可以制备日盲型紫外探测器.对GaN基宽禁带紫外探测器材料体系的研究进展进行了回顾,重点介绍了p型材料的制备、金属半导体接触、材料的蚀刻等.最后,对国内外近期的紫外探测器特别是紫外焦平面器件的研究进展及初步获得的32×32紫外焦平面探测器进行了简单介绍.
紫外探测器 氮化镓 铝镓氮 紫外焦平面器件
