最新刊期
      2024 年 第 45 卷 第 7 期

        封面文章

      • “单电极电致发光纤维，通过无线驱动实现可视化传感，具有低成本、高灵敏度和柔软性，为智能穿戴和生物检测领域带来创新应用。”
        杨小锐,杨伟峰,李克睿,李耀刚,张青红,王宏志,侯成义
        2024, 45(7): 1049-1057. DOI: 10.37188/CJL.20240067
        摘要：随着柔性电子产品、智能传感器、智能穿戴等领域的兴起，柔性电致发光器件得到了蓬勃的发展。柔性电致发光纤维以其便携性、柔软性及可编织性，为可视化传感领域带来了巨大的发展潜力。但受限于其大多为双电极结构，制备工艺复杂，使其在成本、器件均匀性、灵敏性及柔软性方面仍存在不足。本文开发了一种单电极电致发光纤维，通过简单、可扩展和低成本的制造工艺，实现了电致发光纤维的连续制备。且通过无线驱动的方式实现了电致发光，单电极纤维接受无线电场能量，通过接地线与大地、无线发射源形成闭合回路，从而消除了对外部电源的依赖。单电极电致发光纤维由导电层、介质层和发光层构成，发光波长为456 nm，具有良好的力学性能、发光性能及柔软性。单电极电致发光纤维可应用于溶液的可视化传感，其发光强度对于氯化钠浓度的识别度可达到0.001%（质量分数），具有出色的灵敏度，在汗液检测及生物等方面具有重要意义。发光纤维可进一步编织成发光织物，其透气性及力学方面均与普通的商用面料相媲美，并可实现不同浓度氯化钠的可视化传感。在可穿戴设备领域，无线驱动的单电极电致发光纤维具有实现视觉显示和通信功能的巨大潜力。  
        关键词：智能纤维;可视化传感;连续制备;无线驱动   
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        发布时间：2024-08-06

        材料合成及性能

      • “本文深入探讨了溶胀法的基本原理、步骤及影响因素，为优化荧光微球性能提供了改进策略，展望了其应用前景。”
        陈红建,袁玉文,凌世生,陈东,乔旭升,董余兵,樊先平
        2024, 45(7): 1058-1067. DOI: 10.37188/CJL.20240079
        摘要：溶胀法作为一种可调控性强、操作简单、实用性高的制备荧光微球的方法而被广泛应用。本文综述了利用溶胀法制备荧光微球的研究进展，阐述了溶胀法制备荧光微球的基本原理和步骤。进一步综述了溶胀过程中影响微球性能的常见因素，例如聚合物基质、荧光物质、溶胀剂的种类等，总结了溶胀法调控优化荧光微球的改进策略，对溶胀法制备荧光微球的应用前景进行了展望。  
        关键词：溶胀法;荧光微球;研究进展;发光增强   
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        发布时间：2024-08-06
      • “采用A位取代和表面钝化技术，成功制备出低阈值、高稳定性的Cs0.7FA0.3PbI2Br红光钙钛矿薄膜，为实现高性能红光放大自发辐射和激光器提供新思路。”
        王亮,严梦彤,李妍,吕梅,陆红波,朱俊
        2024, 45(7): 1068-1076. DOI: 10.37188/CJL.20240075
        摘要：作为发红光的光学增益介质，CsPbI2Br钙钛矿材料具有良好的热稳定性和合适的光学带隙，引起了研究者的广泛关注。然而，溶液法制备的CsPbI2Br薄膜在高湿度环境下易发生相变，同时薄膜存在大量缺陷，阻碍了其性能提升。鉴于此，采用部分FA+（CH4N2+）进行A位取代以提高钙钛矿薄膜的相稳定性，然后利用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）对钙钛矿薄膜进行表面钝化。得益于FA+阳离子带来的薄膜形貌的改善和PMMA良好缺陷钝化效果，实现了Cs0.7FA0.3PbI2Br钙钛矿薄膜的低阈值红光放大自发辐射（ASE），其发射波长为689 nm，纳秒激光激发下的阈值为15 μJ/cm2。同时，该薄膜具有良好的疏水性和光稳定性，在大气湿度环境下（RH为（40±10）%），采用3 000 μJ/cm2脉冲激光持续照射120 min，其ASE强度仍能维持其初始值的93%。这项工作为实现低阈值高稳定的红光ASE和激光提供了参考。  
        关键词：钙钛矿;放大自发辐射;阳离子取代;缺陷钝化   
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        发布时间：2024-08-06
      • “最新研究突破了全无机钙钛矿纳米晶合成的高温限制，室温下制备出具有优异发光性能的双相CsPbBr3/Cs4PbBr6纳米晶复合薄膜，成功应用于白光LED器件，为钙钛矿材料的实际应用提供了新途径。”
        蒋东亮,张国星,朱兴华,李源,陈岩
        2024, 45(7): 1077-1085. DOI: 10.37188/CJL.20240081
        摘要：全无机CsPbX3（X=Cl，Br，I）钙钛矿纳米晶（PNCs）的合成通常需要高温条件和惰性气体的参与，严重阻碍了其实际应用。本文首先利用2-甲基咪唑配体调控再结晶的方法在室温下成功地制备出具有优异发光性能的双相CsPbBr3/Cs4PbBr6 PNCs，然后与多种聚合物结合制备出纳米晶复合薄膜。通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见吸收光谱等测试，证明了聚合物中的双相钙钛矿结构，筛选出综合性能优异的CsPbBr3/Cs4PbBr6@PDMS和CsPbBr3/Cs4PbBr6@EVA复合薄膜，并进行了发光二极管（LED）器件封装。通过Cs4PbBr6 PNCs和聚合物的双重保护，CsPbBr3/Cs4PbBr6@PDMS显示出超过80%的荧光量子产率（PLQY），CsPbBr3/Cs4PbBr6@EVA的水稳定性和空气稳定性得到了显著提高。最后，将CsPbBr3/Cs4PbBr6@EVA复合薄膜成功应用于白光LED器件，其CIE色度坐标为（0.331，0.332），具有标准白光发射。  
        关键词：配体调控;CsPbBr3/Cs4PbBr6;复合薄膜;白光LED器件   
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        发布时间：2024-08-06
      • “最新研究突破：通过调整热激子材料C3的主体及客体浓度，成功制备出色域可调的高效OLED器件，为显示、照明和光电应用带来新机遇。”
        陈梦亮,沈可,赵洋恺,宋林毅,钱妍
        2024, 45(7): 1086-1094. DOI: 10.37188/CJL.20240091
        摘要：色域可调的高效有机发光二极管（OLED）器件由于可实现广泛的色彩表现范围，为显示、照明和光电应用带来了新的可能性。本工作以热激子材料C3为唯一发光客体，通过改变主体及客体浓度，制备了系列色坐标可调的OLED器件。在2.5%低掺杂浓度下，器件中C3分子的三个激发态都呈现较显著的发光，单主体与双主体器件L1、L3可分别实现暖白光与冷白光发射，在17 V工作电压下对应的CIE坐标分别为（0.298， 0.381）、（0.241， 0.329）。在较高掺杂浓度（10%）下，第二单重态的发射占主导地位，单主体与双主体器件L2和L4分别呈现黄绿光及绿光。其中，双主体器件由于具有更好的载流子平衡，相比单主体器件启动电压降低、器件效率提升且效率衰减减少。由于存在高能级反向系间窜越的热激子机制，器件L4的最大EQE为5.36%，突破了传统荧光EQE的理论上限（5%）。本工作为设计基于单发光组分的色域可调及白光OLED器件提供了新的思路。  
        关键词：色域可调;有机发光二极管;热激子材料   
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        发布时间：2024-08-06
      • “最新研究进展显示，采用水热法成功制备了Sb3+/Ln3+共掺的Cs2NaYCl6无铅双钙钛矿材料，通过激发、发射光谱和荧光衰减曲线的测量，讨论了其发光性能及能量传递机理。实验结果表明，该材料在紫外光激发下，能够实现由紫外转换为近红外区域的宽带调制发光，近红外发射波段覆盖800~1600 nm，为夜视成像系统光源提供了解决方案。”
        刘博,徐赛,常江龙,李由,陈宝玖
        2024, 45(7): 1095-1103. DOI: 10.37188/CJL.20240085
        摘要：采用水热法成功制备了Sb3+/Ln3+（Ln=Nd，Ho，Er，Tm）共掺的Cs2NaYCl6无铅双钙钛矿材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜等表征手段对其结构和形貌进行了研究；通过激发、发射光谱和荧光衰减曲线的测量，讨论了其发光性能及能量传递机理。实验结果表明，在紫外光激发下，对于Cs2NaYCl6基质材料，在掺杂微量Sb3+后，能够产生宽带自陷激子（STEs）发光。在其中进一步掺杂三价稀土离子，在320 nm激发下，发射光谱中可观察到稀土离子在可见及近红外区域的特征发射峰，通过对激发光谱及荧光衰减曲线的分析，证实了STEs与稀土离子之间存在能量传递。最后，将所制备的荧光粉直接进行物理混合并涂覆到商用340 nm紫外LED芯片上，制备了宽覆盖近红外荧光粉转换LED，实现了由紫外转换为近红外区域的宽带调制发光，近红外发射波段覆盖800~1 600 nm。荧光粉转换LED的使用大大简化了近红外装置的构造，降低了生产成本。其灵活可调、小型便捷及近红外波段宽覆盖性，很好地满足于夜视成像系统光源的要求。  
        关键词：双钙钛矿;稀土离子掺杂;能量传递;近红外LED   
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        发布时间：2024-08-06
      • “最新研究揭示了Lu3+掺杂Na5Y9F32∶Ho3+/Yb3+/Ce3+单晶体在不同温度下的上转换发光特性，为温度传感领域提供了新的解决方案。”
        徐义松,方立志,夏海平,周雄,宋宏伟
        2024, 45(7): 1104-1113. DOI: 10.37188/CJL.20240104
        摘要：采用密封的坩埚下降法技术生长了一系列Lu3+（摩尔分数0、0.6%、1.2%、1.8%）掺杂 Na5Y9F32∶Ho3+/Yb3+/Ce3+单晶体。在 980 nm LD激发下，观察到单晶体的绿光543 nm（5S2/5F4→5I8）、红光656 nm（5F5→5I8）以及近红外750 nm（5S2/5F4→5I7）上转换发光。从上转换发光强度随激发光强度的变化情况，确定了543 nm、656 nm与750 nm的发光为双光子跃迁过程。研究了Lu3+离子掺杂浓度对其发光强度与荧光寿命的影响情况，随着Lu3+掺杂浓度从0增加到1.8%，单晶体中的656 nm红光逐步增强，543 nm绿光与750 nm近红外光随之减弱，红绿光强度比从0.01增加到了1.55，而543 nm荧光寿命从1.29 ms 降低至0.99 ms。Lu3+离子的掺入取代Y3+晶格位，改变了单晶体的局域场环境，导致上转换发光强度的变化。基于随温度变化的上转换红光656 nm（5F5→5I8）与绿光543 nm（5S2/5F4→5I8）的发光强度变化，研究了1.8% Lu3+掺杂Na5Y9F32∶Ho3+/Yb3+/Ce3+单晶体在298~448 K范围内的绝对灵敏度和相对灵敏度最大值分别为0.242%·K-1和0.217%·K-1。  
        关键词：Na5Y9F32单晶;增强上转换红光;Ho3+/Yb3+/Ce3+;光学温度传感;能量转移   
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        发布时间：2024-08-06
      • “最新研究揭示，通过高温固相法制备的Tb3+掺杂Mg7Ga2GeO12荧光粉，展现出激发波长依赖的多色发光特性，有望应用于多色荧光防伪与调控技术。”
        张浩祺,丁庆阳,陈发艺,缪煜清,禹德朝,张大伟
        2024, 45(7): 1114-1122. DOI: 10.37188/CJL.20240105
        摘要：高性能稀土掺杂多色荧光材料的研发是发展先进荧光防伪技术的必要基础。本文通过高温固相法制备了一系列Tb3+掺杂Mg7Ga2GeO12荧光粉，并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDS）对荧光粉的物相、颗粒尺寸与微观形貌、元素分布进行了系统表征，证实制得了结晶度良好的无规则微米级纯相荧光粉。在紫外377 nm激发下，Mg7Ga2GeO12∶Tb3+样品产生高效的Tb3+蓝绿光特征发射，并具有20%Tb3+最佳掺杂浓度，但同时还可发射峰值位于660 nm红光，其并不对应于Tb3+离子的任何辐射跃迁。经电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和稳态/瞬态光谱分析，以及结合文献调研，证实红光~ 660 nm源于Mn4+ 2Eg→4A2g电子跃迁发射，Mn杂质元素来自于原材料。综合Tb3+离子和Mn4+杂质离子荧光性能，Mg7Ga2GeO12∶Tb3+样品具有200～420 nm范围内激发波长依赖的发光可调谐特性，可实现青、绿、黄、白、红等可视化多色显示效果，有望应用于多色荧光防伪与调控技术。  
        关键词：荧光粉;可调谐激发;多色发光;荧光防伪;Tb3+离子   
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        发布时间：2024-08-06
      • “最新研究突破荧光玻璃散热难题，通过引入MgO颗粒，显著提升发光性能和均匀性，实现高品质激光驱动白光光源。”
        徐涛,邾强强,王国娟,翟玥,张宏,王乐
        2024, 45(7): 1123-1133. DOI: 10.37188/CJL.20240094
        摘要：荧光玻璃材料在激光照明领域具有良好的应用潜力，然而玻璃基质的低热导率特性导致其在工作条件下容易出现严重的热猝灭问题，进而降低发光性能。为了提升荧光玻璃的散热性能，本研究将高热导率MgO颗粒引入到了La3Si6N11∶Ce3+（LSN∶Ce3+）氮化物荧光玻璃中，制备获得了MgO-LSN∶Ce3+复合荧光玻璃材料。通过优化制备工艺、MgO含量以及玻璃厚度，具有最优综合性能的复合荧光玻璃在激光激发下的发光饱和阈值达到了2.08 W/mm2，比无MgO荧光玻璃样品（1.5 W/mm2）提高了38.7%，最高光通量也相应地提升了44.6%，从383 lm提高到了554 lm。同时，由于散射性能的提升，MgO-LSN∶Ce3+复合荧光玻璃的发光均匀性也得到显著优化。最后，通过进一步在复合荧光玻璃中引入红色发光的CaAlSiN3∶Eu2+（CASN∶Eu2+）荧光粉，并调节LSN∶Ce3+和CASN∶Eu2+之间的比例，可实现显色指数（Ra）达到85.5的高品质激光驱动白光光源。  
        关键词：激光照明;氮化物荧光粉;荧光玻璃;散热性能;发光均匀性   
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        发布时间：2024-08-06
      • “在食品科学、信息安全、生物医疗等领域，近红外光源研发取得重要进展。专家在氟硅酸盐玻璃体系中成功析出KMgF3纳米晶体，实现Cr3+和Ni2+双宽带近红外发射，为低成本、高效率近红外光源设计提供基础数据。”
        赖俊欢,陈龙,刘雪云
        2024, 45(7): 1134-1144. DOI: 10.37188/CJL.20240097
        摘要：近红外光谱技术在食品科学、信息安全、生物医疗等重大国计民生领域的应用对近红外光源提出了越来越高的要求。研发具有高效超宽带发射的近红外光源因此成为一项重要且迫切的研究课题。本文采用熔融淬火法在氟硅酸盐玻璃体系SiO2-K2CO3-KF·2H2O-MgF2中成功析出了钙钛矿型KMgF3纳米晶体。通过改变玻璃组分和热处理温度可以调控氟化物纳米晶相的析出，得到析晶和透明度最佳的微晶玻璃样品。玻璃中KMgF3纳米晶体为Cr3+和Ni2+提供了稳定的八面体配位和低声子能量发光环境，在450 nm蓝光激发下，基于Cr3+到Ni2+的能量传递实现了Cr3+（700~1 200 nm）和Ni2+（1 400~1 700 nm）双宽带近红外发射，并且双宽带近红外发光强度随离子掺杂浓度而可调变化。荧光光谱和荧光衰减曲线表征证明了Cr3+到Ni2+的能量传递过程，对应的能量传递效率为52.2%，能量传递机制为电子偶极-四极相互作用。研究结果不仅可以为系统掌握透明光学材料的超宽带发光规律提供基础数据，同时有助于设计开发低成本、高效率的近红外宽带光源。  
        关键词：微晶玻璃，氟化物纳米晶体，宽带近红外发光;Cr3+和Ni2+   
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        发布时间：2024-08-06
      • “最新研究发现，通过聚乙烯亚胺包覆氧化锌纳米颗粒，可有效提高有机太阳能电池的空气和紫外稳定性，为实现高稳定太阳能电池提供新策略。”
        宋海涛,王宇,杨建胜,张小科,王忠强,王华,杨永珍,魏昌庭,闫翎鹏
        2024, 45(7): 1145-1155. DOI: 10.37188/CJL.20240096
        摘要：活性层与电极之间的界面层材料对有机太阳能电池（OSCs）至关重要，它直接影响器件的性能和稳定运行。作为一种广泛应用的电子传输材料，氧化锌（ZnO）纳米颗粒（NPs）较高的表面缺陷态易在表面吸附水氧，严重影响OSCs的效率和稳定性。因此，本文设计了一种既能钝化表面缺陷又能调节能级的聚乙烯亚胺（PEI）包覆ZnO NPs的协同策略，采用水热法成功合成了ZnO@PEI NPs，并将其作为电子传输层（ETL）应用于基于PM6∶BO-4Cl∶PC61BM的OSCs中。结果表明，使用 ZnO@PEI NPs作为ETL制备的光伏器件的光电转换效率（PCE）略有下降，但由于包覆的PEI钝化了ZnO表面缺陷，ZnO@PEI NPs器件展现出更好的空气和紫外稳定性。本研究提出了一个构建多功能、高稳定性ETL的有效策略，为实现高稳定OSCs提供了一条适用的新途径。  
        关键词：有机太阳能电池;电子传输层;氧化锌纳米颗粒;聚乙烯亚胺;空气稳定性;紫外稳定性   
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        发布时间：2024-08-06

        器件制备及器件物理

      • “Researchers have made significant progress in improving the performance of AlGaN-based deep ultraviolet light-emitting diodes (DUV-LEDs) with wavelengths shorter than 250 nm. By introducing a separated multiple quantum barrier electron blocking layer (EBL), they have achieved a higher hole concentration and radiative recombination rate compared to conventional block EBL configurations. The separation interlayer in the EBL forms a hole acceleration zone, significantly increasing hole injection efficiency. Additionally, the multi-quantum barrier sample suppresses electron leakage by raising the electron barrier, leading to a substantial enhancement in device performance.”
        申国文,鲁麟,许福军,吕琛,高文根,代广珍
        2024, 45(7): 1156-1162. DOI: 10.37188/CJL.20240045
        摘要：通过分离多量子垒电子阻挡层（EBL）结构，实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得，与传统的块状EBL相比，采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区，使得空穴在加速区获得能量，从而提高了空穴注入效率。另外，多量子势垒结构还能够通过提高电子势垒有效抑制电子泄漏，从而大幅度提升器件性能。综上所述，多量子垒电子阻挡层的引入可以显著提升AlGaN基DUV-LED器件的性能。  
        关键词：AlGaN;深紫外发光二极管;电子阻挡层   
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        发布时间：2024-08-06
      • “在有机发光二极管领域，研究者采用SiCzCz∶SiTrzCz2激基复合物主体材料，设计了高显色指数、低效率滚降的杂化TADF/磷光白光器件，为该领域提供了新的设计方案。”
        边浩冬,李佳睿,张春芳,冯旗,郝一泓,陈金辉,薛蕊,李登峰,柳渊
        2024, 45(7): 1163-1172. DOI: 10.37188/CJL.20240066
        摘要：在有机发光二极管（OLEDs）中，发光层中载流子的平衡以及激子分布区域的拓宽对于提高器件效率是至关重要的。本研究采用SiCzCz∶SiTrzCz2激基复合物（Exciplex）主体设计制备了基于热激活延迟荧光（TADF）材料DMAC-DPS和TDBA-SAF的低效率滚降蓝光发光器件，并以相同Exciplex为主体材料，通过引入红光磷光材料RD071和绿光磷光材料Ir（ppy）2（acac）构建了同一主体的三层发光结构，实现了高显色指数杂化白光OLEDs的设计。SiCzCz∶SiTrzCz2激基复合物作为主体材料不仅拓宽了激子分布区域，平衡了发光层中载流子传输，并通过与TADF/磷光发光材料三线态能级匹配，构建了级联式激子能量传递途径，从而有效地提高了激子利用率、降低了器件的效率滚降。通过优化器件结构，白光OLEDs实现了最高外量子效率（EQE）、电流效率（CE）、功率效率（PE）分别为23.0%、45.9 cd·A-1和33.9 lm·W-1，器件具有较高的显色指数（CRI=87）、良好的光谱稳定性和低的效率滚降。本研究为高显色指数、低效率滚降的杂化TADF/磷光白光器件提供了一种新的设计方案。  
        关键词：有机发光二极管;热激活延迟荧光;激基复合物;载流子平衡;激子传递   
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        发布时间：2024-08-06
      • 洪涵真,刘可为,杨佳霖,陈星,朱勇学,程祯,李炳辉,刘雷,申德振
        2024, 45(7): 1173-1180. DOI: 10.37188/CJL.20240118
        摘要：近年来，自供能的紫外光电探测器由于无需任何外部偏压即可工作而成为军事和民用领域的研究热点。其中，钛酸钡（BTO）作为一种宽禁带铁电材料，拥有良好的铁电、压电和热电性能，可以产生本征自发极化场来分离光生载流子，从而实现自供能紫外光电探测。到目前为止，基于BTO的自供能光电探测器已经取得了巨大进展，然而，除了使用高质量的单晶材料外，所报道的器件往往表现出低响应度（10-8~10-7 A·W-1）。本文利用低成本的射频溅射技术，制造了一种高性能的NiO/BTO/ITO p-i-n异质结构自供能紫外光电探测器。通过将BTO的铁电去极化场和p-i-n结的内建电场耦合，能有效提高光生载流子的分离和迁移。因此，该器件在正极化态下255 nm波长紫外光照射下的响应度可以达到3.4×10-5 A·W-1，远远高于其他已报道的基于非晶态和陶瓷BTO制备的紫外光电探测器。此外，该器件具有0.3 s/0.4 s的快速响应时间。本工作为提高BTO光电探测器的性能提供了一种新的策略。  
        关键词：钛酸钡;铁电极化;自供能;紫外光电探测器;p-i-n结;去极化场   
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        发布时间：2024-08-06
      • “最新研究成功开发出一种新型高阶横模光纤激光器，通过对称耦合器和单模-少模-单模滤波器实现多波长、高纯度激光输出，为光通信和光传感领域提供新方案。”
        吕鑫,王帆,苗云宁,任文华,郭颖
        2024, 45(7): 1181-1188. DOI: 10.37188/CJL.20240077
        摘要：提出并实现了一种基于对称光纤模式选择耦合器和单模-少模-单模光纤滤波器的环形腔高阶横模光纤激光器，获得了多波长、高纯度的LP11模式激光输出。实验结果表明，该激光器可以稳定地工作在单波长、双波长、三波长和四波长状态，对应的LP11模式激光纯度分别为97.60%、97.54%、97.34%和97.19%。对称光纤模式选择耦合器制造工艺简单，性能稳定，为高阶横模光纤激光的获得提供了一种新的可选方案，在光通信、光传感等领域具有潜在的应用价值。  
        关键词：对称光纤模式选择耦合器;单模-少模-单模光纤滤波器;多波长;高阶横模   
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        发布时间：2024-08-06
      • “在光电子集成应用领域，研究人员通过优化激光器外延P-InP掺杂和采用锥形波导结构，成功研制出低功耗高功率半导体激光器，为提升系统工作距离和接收端信噪比提供解决方案。”
        薛正群,池炳坤,陈玉萍
        2024, 45(7): 1189-1195. DOI: 10.37188/CJL.20240088
        摘要：1.55 μm高功率半导体激光器广泛应用于长距离主干网光网络、无人驾驶等领域，在应用系统中更高的激光出光功率有利于提升系统的工作距离和接收端的信噪比；随着光电子集成和共封装光学的快速发展，其高光电集成密度要求激光器具备低功耗等性能。本文通过优化激光器外延P-InP掺杂，激光器室温下串联电阻从3.2 Ω降低至2.2 Ω，器件电阻性能优于相同结构对比器件，300 mA电流下器件电功耗从510 mW降低至430 mW。进一步采用锥形波导结构提高激光器增益体积，测试结果显示，锥形波导结构使激光器出光功率提升17%以上，同时器件电功耗无明显增加；室温低电流下器件最高光电转换效率接近50%，与相关研究报道结果优值相当；远场测试结果显示，激光器水平方向发散角有效降低，同时器件光束质量未发生明显变化。实验结果为面向光电子集成应用的低功耗高功率半导体激光器提供了研究基础。  
        关键词：1.55 μm;InP/InGaAsP;高功率激光器;p型掺杂;锥形波导   
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        发布时间：2024-08-06

        发光产业及技术前沿

      • “在半导体照明技术领域，最新研究揭示了铜基板面积、焊锡厚度和导电铜箔厚度对高功率LED器件极限光电性能的显著影响。实验结果表明，通过优化这些参数，可显著提升LED的极限光强和工作电压，为高功率LED器件的应用提供了重要指导。”
        黄林凤,熊传兵,汤英文,袁慧,马依豪,杨欣雨
        2024, 45(7): 1196-1210. DOI: 10.37188/CJL.20240090
        摘要：高功率密度LED器件能实现传统光源和普通LED器件无法实现的诸多功能，将半导体照明技术链推向了一个崭新的高度。在实际应用中，单颗LED器件需要在数百瓦及近100 A电流下工作，铜基板面积、焊锡和导电铜箔厚度均会对该类型LED器件的极限光电性能这一关键指标产生显著影响。本文将单颗极限电功率为300 W和200 W的两种规格的LED蓝光和白光器件，分5 μm、100 μm和200 μm三个焊锡厚度，分别贴片焊接在直径为20 mm、25 mm和32 mm三种不同面积的热电分离铜凸台基板上，测试了当散热器温度分别为25 ℃、50 ℃、75 ℃和100 ℃时蓝光LED器件光功率、白光LED光通量及其灯板导线焊点间的电压随电流的变化。同时，还研究了铜基板的导电铜箔厚度分别为70 μm和140 μm时，极限电功率为150 W的蓝光LED器件的I-L特性和I-V特性，并对其极限发光进行了研究。研究结果表明，焊锡厚度、铜基板面积和导电铜箔厚度均会对LED的极限发光强度和工作电压产生明显影响；减小焊锡厚度和增加铜基板面积能显著提高高功率LED器件的极限光强，P110和T90两种规格蓝光LED器件极限光功率的提升幅度高达16%和19%，白光器件极限光通量的提升幅度均高达15%左右；当铜箔厚度由70 μm增加到140 μm、散热器温度为25 ℃时，P70蓝光LED的极限光功率提升幅度为9.2%，50 ℃和75 ℃时极限光功率提升幅度为12.9%，100 ℃时极限光功率提升幅度为16.4%。  
        关键词：高功率密度LED;热电分离铜凸台基板;焊锡;导电铜箔   
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        发布时间：2024-08-06
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