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        武汉光电国家实验室(筹)是科技部于2003年11月批准筹建的五个国家实验室之一。依托于华中科技大学,与武汉邮电科学研究院、中国科学院武汉物理与数学研究所、中国船舶重工集团公司第七一七研究所共同组建。
 

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发布时间:2018/5/18 15:34:51

2018年5月17日上午,山东师范大学蔡阳健教授做客第137期光电论坛,为广大师生作了题为“激光相干性调控研究”的精彩报告。

高空间相干性是激光束的重要属性,然而低相干性激光束即部分相干光束在很多应用中具有独特的优越性,如关联成像(“鬼”成像)、亚瑞利成像、大气激光通讯、微粒操控、激光探测、微粒散射等。蔡阳健教授首先介绍了部分相干光的结构调控和测量;接下来介绍了相干调控在超强自修复光束中的应用;然后阐述了相干结构调控用于涡旋光束轨道角动量测量以及产生涡旋光斑阵列;后面又依次介绍了相干结构调控在突破衍射极限和光学成像、纵向光场整形、图像加载和传输等方面的应用;最后,蔡阳健教授对相干结构调控的应用进行了总结,并对其在自由空间光通信、图像传输等方面的应用进行了展望。

蔡阳健,山东师范大学物理与电子科学学院院长、教授、博士生导师、国家杰出青年科学基金获得者、全国百篇优秀博士学位论文获得者。2000年毕业于浙江大学物理系,获物理学专业学士学位,2005年毕业于浙江大学物理系,获物理学专业博士学位,2006年毕业于瑞典皇家工程学院,获电磁场理论专业博士学位。2003.9-2004.8,香港浸会大学物理系交流博士生。2006-2009在德国爱尔兰根马普光学研究所(原爱尔兰根马普光学研究组)从事博士后研究,并获德国洪堡基金。2009年被聘为苏州大学特聘教授。2013.3-2015.2担任国家自然科学基金委物理一处流动项目主任。2016年入选江苏特聘教授。2018年被聘为山东师范大学物理与电子科学学院院长。长期从事光场调控及应用的基础研究,在权威刊物发表SCI收录论文270多篇,发表邀请综述论文7篇,英文专著章节2章,获发明专利授权1  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/5/5 15:03:12

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种元素分析技术,具有快速、原位、微损、无需样品制备、全元素同步分析以及远程探测等诸多优点。然而,自吸收效应的存在严重干扰了激光诱导等离子体的发射光谱,破坏了光谱强度与元素浓度之间的线性映射关系,特别是自吸收严重时,谱线中心下凹(称为“自蚀”),严重影响定量分析精准度和灵敏度。

针对自吸收效应对LIBS光谱分析造成的严重影响,武汉国家光电研究中心激光先进制造技术研究团队LIBS研究组郭连波副教授一直在探索从等离子体的本征物理特性出发来消除自吸收效应。2015年该团队提出了能态选择性激发抑制激光诱导击穿光谱的自吸收效应,该方法能够有效从源头抑制等离子体的自吸收效应,相关成果于2015年发表在美国光学学会旗下期刊Optics Letters 40 (22), 5224-5226(2015)上。由于上述方法必须预先确定待测元素的种类及其各个能态的相关参数,一次只能针对一种元素的一条谱线的自吸收进行抑制,采用的装置对环境要求苛刻等局限。为此,该团队又提出了一种在宽光谱范围(200~900 nm)内利用微波辅助激发LIBS (MAE-LIBS)同时抑制多元素的自吸收效应的新方法。研究了MAE-LIBS对钾长石中钠(Na)、钾(K)、铝(Al)、硅(Si)和钙(Ca)的自吸收抑制作用,并探讨了MAE-LIBS自吸收抑制的机理。结果表明,对于自吸收强的谱线自吸收抑制明显,例如钾长石中的Na I 589.0 nm,Na I 589.6 nm,K I 766.5 nm和K I 769.9的半高全宽(FWHMs)分别降低了43%、43%、53%和47%。结果证明,MAE-LIBS可以同时减少多元素的自吸收效应,并且微波激发装置具有体积小、价格低、操作简便、环境适应性强和维护简单等优点,有利于LIBS的高灵敏和高精准探测的推广及应用。

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发布时间:2018/4/28 14:51:23

2018年4月26日上午,武汉理工大学教授官建国做客第136期光电论坛,为广大师生作题为“自驱动微纳米马达”的学术报告。

自驱动微纳米马达由于本身的自主运动特性,在药物运输、生物传感、细胞分离、微手术和环境治理等方面有着重要的变革性应用前景。在报告中,官建国教授首先就微纳米马达基本概念、应用领域、驱动原理和面临的技术挑战等进行了简要的介绍。接下来,官建国教授对 Hemocompatible Mg/Pt Micromotors、SBF-Blood Plasma Driven Micromotors、Transient Micromotors、Amorphous TiO2/Au Micromotors、Water-Fueled TiO2-Pt Micromotors、Dynamic Colloidal Molecules、Single-layered TiO2 Microengines、Single-layered Magnetic Micromotors、Isotropic Photactic Micromotors等诸多微纳米马达及其制备技术一一展开,进行了详细而生动的介绍。最后,官建国教授对自驱动微纳米马达面临的挑战进行了系统的总结,同时对微纳米马达的应用进行了展望。

官建国博士,教育部长江学者特聘教授、武汉理工大学材料学科首席教授、材料科学与工程国际化示范学院教学院长、博士生导师,国家级“新世纪百千万人才工程”人选、湖北省高端人才引领培养计划首批人选,享受国务院政府特殊津贴,兼任中国微米纳米技术协会理事以及微纳执行器与微系统分会副理事长、总装某专家组成员等。是Nanomaterials、Micromachines  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/4/27 9:52:35

空间模式在过去几十年中受到了研究者们的广泛关注,并被用于光通信应用来进一步提高通信系统的容量,满足信息时代急剧增长的容量需求。光涡旋作为一种空间模式,有一个相位奇点或者偏振奇点,对应轨道角动量模式(orbital angular momentum,OAM)和矢量光束(vector beam),因其独特的正交性广泛应用在光通信中,既有直接利用不同的光涡旋来进行信息编码的通信,也有将数据信息加载到光涡旋信道上进行复用的通信。在之前光纤空分复用通信中,通常采用的线性偏振模式(linearly polarized mode)和轨道角动量模式进行复用通信。这两种模式是通过光纤矢量本征模式的线性组合来合成,而光纤本征模式就对应一种矢量光束,也是一种空间模式,直接利用光纤本征模式进行复用通信为光纤中的容量增长提供了另外一种选择。此外,利用集成器件产生空间模式解决了光通信中通信系统的小型化的问题。

武汉光电国家研究中心王健教授带领的多维光子学实验室(MDPL:Multi-Dimensional Photonics Laboratory)与中山大学蔡鑫伦教授,英国格拉斯哥大学Marc Sorel教授,烽火科技杜诚等合作,指导博士生刘俊,李仕茂等实现了由集成光涡旋发射器直接产生光纤矢量本征模并进行多路复用传输。通过利用内壁刻有角向光栅的硅微环谐振器产生的矢量涡旋模式(径向和方位角偏振光束),在2km大芯径光纤传输数据的光纤矢量本征模复用传输。采用这个方案,可以通过直接利用光纤中的多个矢量本征模为提高通信容量,并且提供紧凑的解决方案来替代用于生成各种光学矢量波束的大体积衍射光学元件。该工作以论文“Direct fiber vector eigenmode multiplexing transmission seeded by integrated optical vortex emitters” 发表在Light: Scienc  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/4/20 15:25:47

光波的振幅、相位、偏振、波长和时间维度已经被广泛利用来提高光通信容量。除了这些传统的复用技术,轨道角动量(Orbital Angular Momentum, OAM)光束可以作为载波进行多路复用,从而提高系统的通信容量和频谱效率。目前,OAM通信研究已在国际上引起广泛关注。

武汉光电国家实验室(筹)王健教授领衔的多维光子学实验室(MDPL:Multi-Dimensional Photonics Laboratory)一直致力于OAM光通信研究,在这个领域取得了系列进展。

在光纤OAM通信研究方面:

在自由空间中,李树辉老师提出了一种基于OAM阵列编码的新型光通信通讯技术。通过充分利用空间维度(正交的空间模式和空间位置),单个码元的信息量可以获得极大提升。采用此技术方案,系统的空间利用率和集成度也有望被提高。利用4个空间位置,每个位置包含5或6个OAM态,在实验中展示了625码元和1296码元的高维编码通信并评估了数据信息和图像信息在湍流下传输的性能。该工作以论文“Experimental demonstration of optical interconnects exploiting orbital angular momentum array”发表在Optics Express (vol. 25, no. 18, pp. 21537-21547, 2017)上。

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发布时间:2018/4/18 8:46:26

可调谐半导体激光器是实现下一代全光交换的关键器件之一。采用先进调制技术与相干探测技术,可以进一步增加光纤通信系统的光谱效率和网络节点的吞吐量。然而,可调谐半导体激光器在波长切换过程中会产生较大的频率抖动,需要一段时间才能达到稳定的频率输出,这就显著增加了相干接收机在波长切换后的等待时间。为了解决这个问题,研究人员正在尝试不同的解决方案。

光电子集成与器件功能实验室余永林教授课题组与爱尔兰都柏林城市大学L. Barry教授课题组合作,对波长可调谐半导体激光器动态切换特性进行了深入的研究。 近期,L. Barry教授和余永林教授合作指导博士生刘帆等,提出了将双差分技术与星型16-QAM调制格式相结合(DD-star-16-QAM)的解决方案。进行了细致的理论模拟和实验研究,研究结果表明DD-star-16-QAM可以克服频率抖动对信号造成的劣化,并且降低相干接收机在波长切换之后的等待时间。

2018年4月2日,该项研究成果“适用于相干光包收发机的双差分星型16-QAM”(Doubly differential star-16-QAM for fast wavelength switching coherent optical packet transceiver) 发表在美国光学学会OSA 旗下的权威期刊Optics Express (vol.26, no.7, April 2018)上。

该研究得到了中国国家自然科学基金项目(61675073)、中央高校基本科研基金(2016  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/4/15 8:39:44

AlGaN基深紫外LED(DUV-LED)(λ<300 nm)由于其广泛的应用范围,如辐射固化,杀菌消毒,水净化,防伪检测和传感器应用等,引起了很多科学家的关注。然而,传统的有机封装材料限制了深紫外LED的发展,导致深紫外LED稳定性下降。为了解决这个问题,具有稳定-CF3端基的氟胶聚合物(S-tpye,CYTOP)在深紫外光下具有优异的透明度和良好的耐紫外性,是理想的深紫外LED封装材料。然而氟胶的粘合能力较差,会导致界面出现意想不到的空隙,对封装中的光传播和热传导造成不良影响,并引发湿气氧气对芯片的严重侵蚀。

为提高深紫外LED的封装稳定性,武汉光电国家研究中心能源光子学功能实验室先进半导体材料与器件研究团队陈长清教授、戴江南副教授、博士生梁仁瓅等人,提出使用氧化石墨烯氟胶作为封装复合材料以改善深紫外LED的热学,光学和可靠性。通过使用氧化石墨烯作为填料,可使界面具有类似的“锚定交联”的结构,其可以描述为嵌入氟胶中的氧化石墨烯将作为连接界面APTS的锚,使得紧密固定石英透镜和芯片。实验结果表明,基于界面锚定效应,使用0.10wt%氧化石墨烯氟胶的深紫外LED界面层的空气孔隙减少了84%,光输出功率提高了15%,结温降低了5%。 另外,深紫外LED的稳定工作时间显著提高了6倍。


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发布时间:2018/4/13 16:48:36

近年来,为了最求更高利润,无良肉制品厂商在肉制品加工过程中往往以次充好,例如在牛肉中添加猪肉,抑或是售卖僵尸肉等,肉制品掺假严重危害人民的健康生活,给我国的食品安全造成恶劣影响。而传统的肉制品检测方法由于存在耗时、操作复杂等难题,而无法满足现场快速检测需求。因此,亟需一种快速、原位检测新技术,以解决肉制品的现场快检难题。目前,激光诱导击穿光谱由于具有快速原位,样品制备简单等独特优点,在肉制品乃至食品安全行业具有广泛的研究价值和应用前景。

武汉国家光电研究中心激光先进制造技术研究团队LIBS研究组郭连波副教授带领博士生褚燕武、博士后唐仕松和郝中骐等人, 针对肉制品的LIBS检测存在检测精度不高和重复性低的局限,提出了基于多元散射矫正(MSC)结合K-最邻近(KNN)的肉制品LIBS光谱判别分析新方法。通过MSC对采集的LIBS光谱进行矫正, 然后使用KNN分类器对校正后的光谱进行分类识别。结果表明肉制品的识别率从94.17%提升到了100%,预测结果的变异系数从5.16%降低到了0.56%,识别结果的准确率和稳定性同时得到提高。这有效推动了激光探针在肉制品及食品安全检测领域的研究及应用。

相关研究成果发表在美国光学学会旗下期刊Optics Express上(Y.W. Chu, S.S. Tang, S.X. Ma, Y. Y. Ma, Z.Q. Hao, Y.M. Guo, L.B. Guo, Y.F. Lu, and X.Y. Zeng, "Accuracy and stability improvement for meat species identification using multiplicative scatter correction a  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/4/12 19:01:08

4月9日上午, 西安电子科技大学党委书记郑晓静一行8人到访。华中科技大学党委副书记、副校长马小洁、学校办公室主任祝欣陪同参观。实验室党委书记夏松结合研究中心在信息、能源、生命等领域取得的研究成果,详细介绍了研究中心在人才培养、科学研究和社会服务等方面发挥的重要作用,尤其是近年来面向国际学术前沿、满足国家重大战略需求和服务地方经济发展等方面取得的突出成绩,并带领郑晓静一行参观了激光与太赫兹技术功能实验室增材制造工作间、生物医学光子学功能实验室生物光学成像平台、光电子微纳制造工艺平台等实验平台及研究中心会议室等地。

前来参观的还有西安电子科技大学校长杨宗凯。西安电子科技大学副校长李建东、高新波,党政办公室主任林松涛,电子工程学院院长廖桂生等。


来源:武汉光电国家实验室(筹)

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发布时间:2018/4/11 18:38:07

2018年4月10日下午,桂林电子科技大学教授苑立波做客第135期光电论坛,为广大师生作题为“Specialty optical fiber for micro particle manipulation: optical tweezers, optical hands and optical gun”的学术报告。

特种光纤微力操作的研究对光学乃至生物医学的发展有着重要的意义。在报告中,苑立波教授首先简要介绍了光镊的基本概念、原理和历史进展,并对光纤光镊对粒子的实际操控效果进行了视频展示。接下来,苑立波教授对使用多芯光纤诸如二芯光纤、三芯光纤、四芯光纤产生光纤微光手的原理与粒子操纵效果进行了展示。随后,苑立波教授从枪械的构成要素展开分析,将这些要素类比到光纤所处的环境中,巧妙地揭示了基于同轴双波导光纤的光枪构思与实现方案,并对光枪将粒子射出并沿类似枪管的区域移动的效果进行了视频展示。最后,苑立波教授对特种光纤微力操作的应用前景和遇到的问题进行了系统的总结。

苑立波,桂林电子科技大学教授,博士,博士生导师。中国光学学会理事;国际光纤传感器学术会议TPC共主席(OFS-25);中国光学学会纤维与集成光学专业委员会副主任,常务委员;中国光学学会光电技术专业委员会副主任,常务委员;中国光学工程学会光纤传感技术专家工作委员会暨中国光纤传感技术及产业创新联盟常务副主席;国家自然科学基金委员会第十三届信息科学部专家评审组成员;国家科学技术奖评审专家;Topical Editor:Chinese Optics Letters & Applied Optics。主持了国家重大科学仪器设备开发专项、国家973前期专项、国防863项目、科技部国际合作重大  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/4/11 17:04:45

2018年4月4日,武汉光电国家研究中心人才招聘宣讲会在加拿大多伦多大学MaRS Center举行,党委书记夏松出席宣讲会,中国驻多伦多总领事馆科技参赞沈建磊、钱金秋领事应邀参加了本次宣讲会。会议由工程科学学院执行院长付玲教授主持,关注武汉光电国家研究中心人才招聘的当地青年学者、博士研究生以及部分教师等参加了本次招聘宣讲会。


在宣讲会现场,夏松书记向与会人员详细介绍了国家研究中心的师资队伍、学科建设、研究方向以及高层次人才引进条件和相关待遇等,中国驻多伦多总领事馆沈建磊参赞向与会青年学者介绍了武汉光电国家研究中心的建设历史和发展情况,并鼓励青年学子学成归国后报效祖国。


会上,夏松书记、付玲院长还与青年学子就高层次人才申报、武汉光电国家研究中心科研平台建  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/4/11 17:02:30

2018年2月,华中科技大学武汉光电国家研究中心陈炜教授团队联合杭州众能光电科技有限公司,在权威机构美国Newport公司成功认证了国际上首个大面积(20.77cm2)钙钛矿太阳能模组稳态化可达到16.63%的高效率(图1),该工作对于推动新型光伏技术——钙钛矿太阳能电池实现产业化具有重要的推动作用。


图1. 大面积钙钛矿太阳能模组Newport认证结果

图2. 不同尺寸钙钛矿太阳能电池效率纪录演进表

钙钛矿太阳能电池是2009年才出现的新型光伏技术,具有高效率和低成本的特殊优势。短短8年多时间,实验室内小面积器件(~0.1 cm2)的效率提升十分迅猛,目前经Newport认证的记录达到22.7%,这在光伏发展史上是绝无仅有的。这得益于这种特殊的  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/4/9 20:52:37

2月23日,《材料·视野》(Materials Horizons)在线发表了武汉光电国家研究中心朱明强教授团队的最新研究成果《基于AIE发光机制的对无机和有机纳米结构的普适性超分辨光学成像》(AIE-based universal super-resolution imaging for inorganic and organic nanostructures)。

由于光的衍射效应,常规光学显微镜的分辨率极限约为200 nm,因而难以清晰观察尺寸在200 nm以内的结构。近二三十年里发展的基于单分子定位的超分辨光学显微术(Super-resolution Optical Microscopy)利用时间换空间的方式,打破了光学显微镜的分辨率极限。然而,超分辨成像探针的开发及新的成像机理进展相对缓慢,限制了超分辨光学成像的实际应用范围,发展一种广泛适用的普适性超分辨成像探针及技术具有十分重要的科学意义和应用价值。

鉴于此,华中科技大学武汉光电国家研究中心朱明强教授课题组将聚集诱导发光现象(AIE)与静电相互作用机理有机结合在一起,提出了一种同时适用于合成无机、有机材料以及天然生物材料的普适性超分辨成像方法。以往已有的超分辨显微.镜技术必须使用光照刺激甚至添加其他辅助试剂产生荧光开关效果,与此不同,此方法仅使用了一种带多个正电荷的AIE活性荧光分子(OF+)探针,通过阴阳离子之间的动态的静电相互作用,OF+分子会与表面带有负电荷的材料发生动态的结合(发射AIE荧光)与脱离(荧光猝灭),实现界面处荧光分子随机的“开”和“关”现象,进而成为超分辨成像的必要条件之一。

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发布时间:2018/4/8 19:24:47

在短短几年间,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经突破22%,然而其对湿度和光照的稳定性是限制其工业化生产的重要因素。虽然近年来,科研工作者通过多种手段提高钙钛矿太阳能电池对湿度的稳定性,但是钙钛矿太阳能电池的光稳定性研究较少,尤其是紫外光(<400 nm)稳定性。目前降低紫外光对钙钛矿的分解主要有两种途径:一种是将钙钛矿吸收的紫外光转换成可见光;另一种是制备紫外光阻挡层,将紫外光过滤。在顺式n-i-p结构中已有报道BaSnO3 作为电子传输层抑制紫外光对钙钛矿的分解,但是在反式p-i-n结构的钙钛矿太阳能电池中,如何降低紫外光对钙钛矿层的分解是亟待解决的问题。

最近,华中科技大学武汉光电国家研究中心的陈炜教授课题组与香港科技大学杨世和教授,华盛顿大学Alex K.-Y. Jen教授合作,通过低温溶液法制备致密的CuCrO2空穴传输层并将其应用在反式p-i-n钙钛矿太阳能电池中取得19%的光电转换效率,同时发现,CuCrO2空穴传输层能够吸收紫外光从而降低紫外光对钙钛矿的破坏,最终提高钙钛矿太阳能电池的光稳定性。

CuCrO2是ABO2的铜铁矿结构,具有较高的空穴迁移率和电导率,同时其价带位置与钙钛矿的价带位置匹配(图1)。通过水热法可以得到尺径<10 nm的均匀的CuCrO2纳米颗粒,并制备出分布均匀致密的CuCrO2薄膜。随着膜厚的增加,CuCrO2薄膜的紫外区的透过率显著降低,而可见光区的透过率变化较小,这说明CuCrO2薄膜在保证可见光区透过率的同时能够吸收紫外光(图2)。

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发布时间:2018/4/8 19:21:28

长期稳定性问题是钙钛矿太阳能电池走向实用化必须解决的问题,而研究也已经表明界面层对器件的性能和稳定性均有至关重要的影响。无机氧化物材料化学性质稳定,而且导电性能级可调、价格十分低廉,作为界面材料十分有竞争力。而常见的有机金属卤化物钙钛矿材料在一定的温度(如100-150℃)或者高能离子轰击(如磁控溅射中的等离子体)下容易发生分解,这限制了在钙钛矿薄膜表面用常规方法制备无机氧化物界面薄膜。如何在脆弱的钙钛矿薄膜上方制备高质量的无机氧化物界面层成为亟待解决的问题。

最近华中科技大学武汉光电国家研究中心的陈炜教授团队发明了一种基于单分散氧化物纳米颗粒表面改性方法,改性后的CeOx可以与PCBM构成具有双层结构的高效稳定的电子传输层,成功应用于反式平面结构钙钛矿太阳能电池(图1)。电池的初始效率最高可达18.6%,在30%RH湿度下暗态保存30天,性能几乎无衰减。将同批次电池在N2气氛手套箱或30%RH的空气气氛中进行连续200小时的光照老化,对电池的最大功率点进行追踪检测,实验表明电池效率几乎无衰减。

CeOx具有较高电子迁移率(103 cm2kV-1 s-1)、能级匹配、地壳丰度高、化学性质稳定等优点。而氧化物 nanoink成膜是一种温和的成膜方式,因此制备合适的CeOx单分散纳米墨水成为了关键一步。油酸包裹的CeOx纳米颗粒在非极性溶剂中一般具有良好的分散性,通过旋涂法可以形成高质量的薄膜,但是长烷基链油酸的存在导致该薄膜导电性很差。研究者通过将长链的油酸替换为短链的乙酰丙酮,既能够保证纳米颗粒在溶剂中的分散性又能保证最终薄膜的导电性。表面改性后的CeOx可以得到完整覆盖的氧化物薄膜,其薄膜质量明显优于未修饰的CeOx。将改性后的CeOx与PCBM一起制备于钙钛矿  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/4/8 15:43:36

Shockley-Queisse效率极限指出:高效单结器件的填充因子(FF)在常温下可达约90%。目前多数报道的FF值均在60~70%的范围内。因此,提高器件FF是一种提升器件效率的有效方式,如Lewis碱钝化和富勒烯钝化已被证明可以改善FF从而提高太阳电池的效率,而Lewis酸PbI2易与非质子极性溶剂中含有硫、氧、氮或Lewis碱相互作用形成一种复合物。研究人员发现在PbI2/DMF前驱体溶液添加部分水后,器件FF可以达到85%。碘化铅在钙钛矿晶体晶界或钙钛矿和中间层之间界面增强钙钛矿中的光电子注入到电子传输层,从而增强FF。

华中科技大学武汉光电国家研究中心王鸣魁教授和中科院长春应用化学研究所刘俊研究员、美国加州大学洛杉矶分校杨阳教授合作,采用平面结构萘二酰亚胺(NDI)/石墨烯修饰SnO2电子传输层,利用分布在钙钛矿/SnO2界面处NDI的苯环氢原子与钙钛矿晶体的碘原子形成范德华作用力,从而实现[PbI6]4-离子固定在钙钛矿/电子传输层的界面处,起路易斯碱钝化效应(如图1所示)。

研究人员应用密度泛函计算等研究手段深入探索了电池内部光生电荷抽取过程,结合电化学阻抗分析结果发现NDI/石墨烯有助于电荷抽取。该研究明确了制备高性能钙钛矿太阳能电池的关键因素:钙钛矿界面电荷传输,为下一步高性能电子传输层研究确定了方向。


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发布时间:2018/3/30 17:46:01

18个国际一流的科研平台、1400多项发明专利、科研成果及成果转化层出不穷。3月28日,湖北省委副书记、省长王晓东来校调研时,对武汉光电国家研究中心取得的成绩表示赞赏。他要求有关部门全力支持建设一流平台,吸引一流人才,加快科技成果就地就近转化。

武汉市市长万勇、湖北省政府秘书长别必雄、校长丁烈云陪同调研。

王晓东听取了武汉光电国家研究中心副主任张新亮教授关于中心在能源光电子学、生物医学光子学、激光与太赫兹技术、信息光电子学等方面科研成果的汇报,如高效稳定可印刷介观太阳能电池、显微光学切片断层成像技术、全数字正电子发射断层成像(PET)系统、400G集成相干接收机芯片、大功率光纤激光器等。韩宏伟教授汇报了相关成果转化的工作进展。

王晓东对华中科技大学长期以来对湖北经济社会发展所作的贡献予以肯定。他强调,要实现湖北更高质量的发展就要大力实施创新驱动发展战略,加快新旧动能转换,推动经济实现高质量发展;要发挥高校和科研院所领军作用、人才第一支撑作用,深挖科教资源富矿,加快推进现代化强省建设。

丁烈云表示,高校是基础研究和高技术领域原始性创新的源头。学校将继续坚持学研产相结合,充分发挥学科优势、科研优势,利用大科学平台,进一步汇聚创新人才和资源,助推湖北创新发展。

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发布时间:2018/3/30 17:44:17

ABX3(A= MA+, FA+, Cs+; B= Pb2+, Sn2+; X=Cl-, Br-, I-)有机-无机金属卤化钙钛矿在光电子研究领域受到了人们的广泛关注。该钙钛矿结构框架主要由BX6八面体决定,且其电子轨道分布控制材料的价带和导带能级位置,影响材料中载流子(电子和空穴)及材料稳定性。近年来,研究者们多使用材料成分调节和能带工程的方法对钙钛矿材料性质进行调控,如使用阳离子共位(MA+, FA+, Cs+共A位)的方法实现对材料及器件稳定性的改善。FA+/Cs+阳离子引入到材料晶格的过程中,材料晶格常数减小,晶体内部的应变得到有效释放。

为了调节有机-无机铅卤钙钛矿的光电性能和解决毒性问题,研究者们常采用其他无毒元素对Pb进行取代。值得注意的是,钙钛矿的晶格参数主要由BX6无机框架决定。因此,通过铅取代来调节BX6八面体框架来实现晶格应变的释放、获得结构有序、稳定的少Pb或非Pb钙钛矿及其太阳能电池器件具有可行性意义。华中科技大学/武汉光电国家研究中心王鸣魁教授课题组采用Zn替换实现晶体缩紧的ABX3钙钛矿结构,获取有序的CH3NH3(Zn:Pb)I3-xClx晶体,通过BX6八面体的适当晶格收缩来实现应变释放。这种结构有利于晶体缺陷的抑制和材料本征稳定性的改善(图1)。

高度有序大晶体尺寸的CH3NH3(Zn:Pb)I3-xClx钙钛矿有利于相应器件出色光伏性能的实现。研究团队采用Zn-Pb二元金属卤化钙钛矿作为吸光层材料、spiro-OMeTAD 作为空穴传输层,实现器件转换效率超过20%,基于poly-TPD 的传输层器件获得>18%的效率,并且器件稳定性明显提高(图2)。

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发布时间:2018/3/28 15:05:10

微波光子滤波器是射频信号处理系统中的关键器件。目前大多数高性能微波光子滤波器都是采用光纤和分离光电器件来实现。为了减小滤波器的体积,近年来,基于硅基微环的微波光子滤波技术得到了广泛研究。然而受限于硅基微环不能同时具有窄带宽和高消光比这一特点,所获得的微波光子滤波器普遍带宽大于2GHz、抑制比低于30dB。

为提高微波光子滤波器的性能,武汉光电国家研究中心光电子器件与集成功能实验室张新亮教授、于源讲师和学生刘小龙等人提出了一个基于微环耦合级联马赫曾德尔干涉仪结构的微波光子滤波器(如图1所示)。实验结果表明,在硅基波导传输损耗为1.65dB/cm的工艺水平下,该滤波器实现了60dB以上的超过抑制比,带宽为780MHz,并且调谐范围达到0-40GHz(如图2所示),是目前已知的第一个无需外部电子器件辅助而同时实现超高抑制比和窄带宽的硅基微波光子滤波器。这一研究发现可直接应用于未来的硅基光子集成技术中。


图1 (a)器件结构示意图(b)实际器件显微图


图2 (a)超高抑制比实验结果(b)滤波器  >> ... 阅读全文 ... 

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发布时间:2018/3/27 14:59:43

3月22日,科技部基础研究司在校组织专家对武汉光电国家研究中心(简称“中心”)建设运行实施方案进行论证。与会专家在实地考察、审阅相关材料、听取汇报,经质询和讨论后,一致通过该方案并提出发展建议和意见。


论证会专家组由天津大学叶声华院士担任组长,中科院上海光学精密机械研究所李儒新院士、中国兽医药品监察所马宝环高级会计师担任副组长,西南电子电信技术研究所朱中梁院士、中科院物理研究所王鼎盛院士、中国地质大学金振民院士、中国人民解放军空军预警学院王永良院士、武汉大学徐红星院士、中国地质科学院张海波高级会计师为专家组成员。

专家组一行在中心观看了宣传片“创新点亮未来”;听取了关于光纤激光器等项目研发与应用的介绍;听取了副校长、中心主任骆清铭关于“高分辨全脑连接图谱获取与分析技术”的汇报;实地考察了中心新光电信息大楼,听取了大楼的建设情况汇报。

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