最新刊期

    • 楼哲,何坤,梁思思,刘乐,吴会杰,朱浩淼

      DOI：10.37188/CJL.20240063
      摘要：近红外荧光粉转换发光二极管（pc-LEDs）具有体积小、效率高等优点，在无损检测和生物成像等领域具有广泛应用前景。本研究通过高温固相法成功合成了Ca3Nb1.6875Ga3.1875O12： Cr3+（CNGG： Cr3+）荧光粉，在460 nm蓝光激发下，可以产生650-1000 nm宽带近红外发射，峰值波长为770 nm。对材料的晶体结构和光谱数据进行了系统的分析，计算了Cr3+在CNGG基质中的晶体场强度等参数。通过引入Zn2+，显著提高了荧光粉的发光热稳定性，并分析了可能的原因。将CNGG： Cr3+荧光粉与460 nm蓝光芯片结合，封装成近红外pc-LED，并展示了其在夜视和血管成像领域的应用。  
      关键词：近红外荧光粉;宽带发射;近红外荧光粉转换发光二极管   
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      发布时间：2024-04-16

    • 卢孟涵,宋宏伟,陈聪

      DOI：10.37188/CJL.20240031
      摘要：钙钛矿材料凭借可调带隙、高光吸收系数和低激子结合能等优势，在半导体光伏和光电探测领域大放异彩。普适性的铅基钙钛矿吸收范围通常集中在UV到Vis区域，而窄带隙的纯锡基或者锡铅混合钙钛矿其吸收光谱仍局限于~1060 nm以内的近红外范围，受限于未来复杂场景的应用及探测成像。通过将钙钛矿与窄带隙半导体结合构建“钙钛矿/半导体”复合异质结可以进一步扩展光谱范围并提高吸收效率。本综述总结了钙钛矿基宽谱带光电探测器在探测性能优化、单体材料优异性能、复合材料优选工程等方面的进展，并探讨了宽谱探测器在光谱响应、像素集成、柔性器件开发和稳定性等方面的进展和应用前景。本综述将有助于推动钙钛矿基宽谱带光电探测研究及其未来成像应用。  
      关键词：钙钛矿;红外光电探测器;宽谱带光电探测器;量子点;异质结   
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      发布时间：2024-04-16

    • 张睿洁,郭亚楠,吴涵,刘志彬,闫建昌,李晋闽,王军喜

      DOI：10.37188/CJL.20240080
      摘要：SiC衬底是制备高性能AlGaN基深紫外激光器的良好候选衬底。采用金属有机化学气相沉积方法在4H-SiC衬底上生长了深紫外AlGaN/AlN多量子阱结构（MQWs），系统研讨了MQWs生长参数对深紫外激光结构自发辐射和受激辐射特性的影响规律。综合分析MQWs的表面形貌和发光性能后发现，随着NH3流量和生长温度增加，MQWs表面粗糙度降低，内量子效率提升。经优化，MQWs的内量子效率达到74.1%，室温下的激射阈值光功率密度和线宽分别为1.03 MW/cm2和1.82 nm，发光波长为248.8 nm。这主要归因于高的NH3流量和生长温度抑制了有源区中的碳杂质并入，载流子辐射复合效率和材料增益增加；同时生长速率降低，改善了MQWs结构的表面形貌，降低了界面散射损耗。采用干法刻蚀和湿法腐蚀的复合工艺制备了光滑陡直的谐振腔，激光器的腔面损耗降低，阈值光功率密度和线宽进一步降低至889 kW/cm2和1.39 nm。  
      关键词：AlGaN;SiC;光泵浦激光器;V/III比;生长温度   
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      发布时间：2024-04-15

    • 徐子杰,王文军,李淑红,刘云龙

      DOI：10.37188/CJL.20240050
      摘要：白光有机发光二极管由于面光源、可柔性、轻薄、自发光等优势而广泛应用于显示和照明领域。目前高效溶液处理的混合白光有机发光二极管（WOLEDs）很少被报道，本文选择蓝色热致延迟荧光材料DMAC-DPS做传统橙色磷光材料PO-01-TB的敏化主体，制备了热活化敏化的杂化单发光层有机发光二极管白光器件，分析了器件能量传递机制。通过主客体掺杂浓度调控，实现了最高的外部量子效率为8.00%，电流效率为22.32 cd/A，对应CIE坐标（0.405，0.497）及色温为4059 K的暖白光OLED器件，增加空穴阻挡层DPEPO有效提高器件的光谱稳定性，实现更小的ΔCIE （0.017，0.016）。  
      关键词：白光有机发光二极管;热致延迟荧光材料;溶液处理;能量转移   
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      发布时间：2024-04-15

    • 陈劲良,曲丹,赵雯辛,安丽,孙再成

      DOI：10.37188/CJL.20230335
      摘要：近年来，随着碳点在合成路线、反应机理、光学性质等方面的发展，大量的工作聚焦于红或近红外等长波长发射的碳点。长波长是指发射范围在600-1800 nm的红色或近红外光谱区，相比短波长的碳点，其具有深组织穿透、较小自荧光、长荧光寿命以及光损伤小的特点，能够进一步应用在生物医学治疗、光电子以及光学器件制备等领域，因此深入探究长波长发射碳点的设计和合成对于其发展和广泛应用具有重要的意义。本文综述了近年来长波长发射碳点的研究进展，从碳源选择和光学性质的调控两个方面来介绍长波长发射碳点的设计与制备。选择氨基较多的脂肪族化合物和具有共轭结构的芳香化合物，以及通过调控有效共轭长度、表面修饰和杂原子掺杂等方法来调控其光学性质。最后，阐述长波长碳点在生物医学、LED光学器件和加密防伪等一些领域的最新研究和未来的挑战。  
      关键词：长波长发射;碳点;光学性质;应用   
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      发布时间：2024-04-10

    • 谢鑫,葛万银,张倩,杨茂浩,吴晨歌,何鹏,殷宏磊

      DOI：10.37188/CJL.20240021
      摘要：近红外荧光粉由于其独特的物理特性和广阔的应用前景吸引了人们极大的研究兴趣。本文通过高温固相反应法合成Sr9Ga（PO4）7：0.8Cr3+近红外荧光粉，使用460 nm蓝光激发样品的发射波长位于833 nm，半峰宽为117 nm。随后引入稀土离子合成Sr9Ga（PO4）7：0.8Cr3+，Yb3+和Sr9Ga（PO4）7：0.8Cr3+，Nd3+近红外荧光粉。相比Sr9Ga（PO4）7：0.8Cr3+，460 nm蓝光激发的Sr9Ga（PO4）7：0.8Cr3+，Yb3+同时出现Cr3+和Yb3+特征发射峰，经过光谱分析和荧光寿命变化证明Cr3+-Yb3+存在能量传递通道，最高使Cr3+-Yb3+能量传递效率达80.2%，得益于Yb3+卓越的热稳定性促使整体荧光光谱热稳定性提高约3.7倍。设计合成的Sr9Ga（PO4）7：0.8Cr3+，Nd3+样品调制出833、876和1060 nm的多峰发射，显著拓宽了近红外光谱范围。最终，讨论了荧光粉在温度传感和无损检测领域的应用，证明了该系列荧光粉具有广阔的应用前景。  
      关键词：Sr9Ga（PO4）7：0.8Cr3+;近红外荧光粉;Yb3+;Nd3+   
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      发布时间：2024-04-10

    • 姜岩,高峰,李林

      DOI：10.37188/CJL.20240007
      摘要：目前，具有宽带-窄带双模探测模式的光电探测器在特殊应用中颇受欢迎，传统具有双模探测模式的光电探测器是通过在宽带光电探测器中加入不同的滤光片来实现的。然而，加装复杂的光学元件会增加光电探测器的制造成本和器件集成的复杂性。根据以上的问题，我们通过简单溶液热压法制备了MAPbCl3/MAPbBr3钙钛矿单晶异质结，基于单晶异质结构筑了探测波段可调的光电探测器。当入射光由MAPbCl3单晶侧入射时，该器件仅对可见部分（400-600 nm）显示出高响应度（∼0.05 A W-1）和高光谱抑制比（∼55），其上升时间和衰减时间为4.1 μs和620 μs。而当光从MAPbBr3单晶侧入射时该器件对紫外-可见部分（300 nm-600 nm）均有明显且连续的光响应。因此，我们提出的溶液热压法和单晶异质结构为制备高性能探测波长可调谐的光电探测器提供了有效的解决方案。  
      关键词：光电探测器;钙钛矿;单晶;多波段探测   
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      发布时间：2024-04-10

    • 乐旭星,王燕,朱昭捷,李坚富,涂朝阳

      DOI：10.37188/CJL.20240061
      摘要：采用非化学计量配比的提拉法成功生长出Er3+/Yb3+/Pr3+： SrLaGaO4晶体、Er3+/Yb3+： SrLaGaO4和Er3+： SrLaGaO4晶体并进行了详细的光谱分析，同时对纯的SrLaGaO4晶体进行了热学性能分析。与Er3+： SrLaGaO4晶体相比，Er3+/Yb3+/Pr3+： SrLaGaO4晶体不仅展示了更好的吸收特性，而且还表现出较弱的近红外发射，以及优异的中红外发射；Er3+/Yb3+/Pr3+： SrLaGaO4晶体中2.7 μm铒激光下能级4I13/2的荧光寿命显著减少，而上能级4I11/2的寿命略微下降，成功抑制了自终止效应。此外，本工作还研究了Er3+/Yb3+/Pr3+： SrLaGaO4 晶体中Yb3+的敏化作用和Pr3+离子的去激活作用以及能量传递机制。总之，引入Yb3+和Pr3+有利于在Er3+/Yb3+/Pr3+： SrLaGaO4晶体中实现增强的2.7 μm发射，这使其成为中红外激光的有前途的候选材料。  
      关键词：SrLaGaO4晶体;Er3+掺杂;晶体生长;中红外激光晶体;光谱分析   
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      发布时间：2024-04-10

    • 陈中良,胡文涛,王雪璐,徐敬华,孙超,姚叶锋

      DOI：10.37188/CJL.20240053
      摘要：埋底界面修饰可以有效提高钙钛矿太阳能的效率和稳定性。本工作通过采用双（三苯基磷）氯化钴（BTPPCC）作为预埋底界面的表面修饰剂，成功钝化了MAPbI3钙钛矿薄膜下表面富集的缺陷，优化了钙钛矿薄膜与下方空穴传输层（HTL）之间的界面接触，提高了钙钛矿光吸收层的结晶性能。此外，BTPPCC还有效地抑制了界面电荷的非辐射复合作用，改善器件的长期稳定性，这使得p-i-n型器件的能量转换效率（PCE）从18.37%提升至20.12%，未封装器件在相对湿度（RH）为50%的室温环境空气中连续工作近500 h后仍保持初始效率的76%以上，这为钙钛矿埋底界面优化提供了一种有效的方法。  
      关键词：钙钛矿太阳能电池;埋底界面;缺陷钝化   
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      发布时间：2024-04-10

    • 杨瑞,李子越,申艺,郭丽华,周兵帅,李家玮,刘海鹏,董彪

      DOI：10.37188/CJL.20240052
      摘要：循环肿瘤细胞 Circulating tumor cells（CTCs）是指从恶性肿瘤的原发或转移部位脱落的细胞，通过血液循环到达到全身。体内CTCs的存在可以反映肿瘤的发生与发展，对肿瘤的诊断和预后至关重要。然而，实现高纯度捕获和捕获后CTCs灭活阻断仍然面临许多挑战。目前开发的用于实现选择性分离CTCs的方案中，荧光方法由于具有高灵敏度、高分辨率、操作简便等特点，在无创检测和快速检测方面具有重要的应用前景。与以往的CTCs研究综述相比，本文详细介绍了CTCs从体外捕获到体内捕获再到下游分析的全过程，并对CTCs的完整诊疗过程进行了系统和详细的总结，为当前的研究提供了新思路，这对于实现早期循环肿瘤细胞的诊断与治疗具有重要意义。  
      关键词：循环肿瘤细胞;荧光;捕获;下游分析;灭活   
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      发布时间：2024-04-10

    • 汪世杰,王映涵,陶正仁,安正策,叶柿

      DOI：10.37188/CJL.20240073
      摘要：掺Eu2+ 的离子导体 Na3Sc2（PO4）3具有优异的抗热猝灭性能，是一种很有前景的大功率照明用发光材料。然而，其负热猝灭的机理仍有待深入研究。本文以Yb3+/Er3+的f-f跃迁上转换和下转移窄带发射而非更易受干扰的Eu2+d-f跃迁发射为研究对象，旨在获得更清晰的机理。结果表明，热致缺陷/离子的动态迁移能促进高温下辐射跃迁和抑制非辐射跃迁，导致了上转换发光具有显著的负热猝灭，下转移发光热猝灭较小。其中，布居速率较慢的上转换过程更容易受到时间尺度与之相当的Na+/空位迁移过程的影响。本研究研究可为理解发光材料热猝灭机制提供另一种视角。  
      关键词：Na3Sc2（PO4）3： Yb3+， Er3+;上转换发光;下转移发光;负热猝灭;能量传递   
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      发布时间：2024-04-08

    • 李欣耘,代萌萌,付作岭

      DOI：10.37188/CJL.20240055
      摘要：采用简易水热法制备了正交相KYb2F7： 2% Er3+上转换荧光材料。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜确定所合成样品均为六角状纯相材料。在980 nm激光激发下，KYb2F7： 2% Er3+荧光材料展现了位于527 nm和545 nm的两个绿光发射峰和位于655 nm处的红光发射峰，且上转换发光出现少见的以红光为主的现象。变温光谱结果表明545 nm和655 nm处的发射强度随温度升高均呈现热猝灭。基于热耦合测温原理，对Er3+的2H11/2→4I11/2和4S3/2→4I11/2两个热耦合能级进行温度传感性能研究，计算了发光温度计的发光强度比（LIR）、绝对灵敏度（Sa）、相对灵敏度（Sr）、温度不确定度（δT）和可重复度（R），其中最大相对灵敏度在313 K时为0.99% K-1，最小温度不确定度在313 K时为0.73 K，可重复度超过99%，确保了该温度计的可靠性。所有的实验结果表明KYb2F7： 2% Er3+荧光材料在温度传感方面具有潜在应用价值。  
      关键词：水热法;KYb2F7：Er3+;上转换发光;温度传感   
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      发布时间：2024-04-08

    • 常铭茹,石林林,滑羽璐,冀婷,李国辉,许并社,董海亮,崔艳霞

      DOI：10.37188/CJL.20240056
      摘要：近红外有机光电探测器具有低成本、可溶液旋涂、生物兼容性好和柔性可穿戴等优势，在生物传感、医学成像、柔性可穿戴电子器件等领域有广泛的应用前景。倍增型有机光电探测器相比于二极管型有机光电探测器，因其具有更高的外量子效率（EQE>100%），灵敏度更高而备受关注。该类器件利用电极附近被载流子陷阱捕获的一种载流子能辅助另一种极性相反的载流子从外电路隧穿注入到活性层中，实现光电倍增，但陷阱的数量在一定程度上会影响器件性能的进一步提升。本文通过在活性层中掺入无机ZnO纳米颗粒来增加电子陷阱数量，使得器件在反向偏压保持暗电流密度的前提下，亮电流密度得到提高。通过优化，发现当ZnO纳米颗粒掺杂比例为5%时性能最优，在850 nm LED照射、-15 V偏压下，与未掺杂ZnO纳米颗粒器件相比，亮电流密度提升了7.4倍。在此基础上，本文协同Al2O3界面修饰层，进一步改善器件性能。结果表明：Al2O3界面修饰层的插入，可改善器件的阳极界面接触特性，使得器件在正向和反向偏压下都能够实现光响应。Al2O3修饰后器件，在15 V偏压、全光谱范围内，EQE最高可达105%，R最高达104 A/W。本工作对高灵敏度有机光电探测器的发展提供新的思路和方法。  
      关键词：近红外;光电倍增;有机光电探测器;无机纳米颗粒;界面修饰   
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      发布时间：2024-04-08

    • 王强,刘伟,杜玉松,李欢,张志军,饶光辉,程帅,赵景泰

      DOI：10.37188/CJL.20240017
      摘要：采用高温固相法成功制备出新型Ca5-xGa6O14： xSm3+应力发光材料。通过X射线衍射、扫描电镜、漫发射光谱、光致激发和发射光谱、荧光衰减曲线、应力发光光谱和热释光光谱等测试详细研究Ca5-xGa6O14： xSm3+的晶体结构、表面形貌、光致发光和应力发光性能及其发光机理。在404 nm激发下，Ca5-xGa6O14： xSm3+呈现出四个发射峰，分别位于562、599、642和715 nm，对应Sm3+的4G5/2→6Hj（j=5/2、7/2、9/2、11/2）的特征发射。随着Sm3+离子掺杂浓度的增加，发光强度先增强后减弱，在x=0.07时取得最强发射，且衰减时间从1.92 ms缩短至1.30 ms。在滑动摩擦激发下可获得Ca5-xGa6O14： xSm3+的应力发光发射带，且应力发光强度与施加应力满足线性增长，表明该材料在应力传感领域具有潜在应用价值。  
      关键词：应力发光;Ca5Ga6O14;Sm3+   
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      发布时间：2024-04-02

    • 王茜,李媛媛,刘刚,王天聪,王宇,牛浩宇,李雅静,张铭亮,石昌哲,王月,何娟,李恺

      DOI：10.37188/CJL.20240041
      摘要：本文以MOFs材料MIL-96为载体，烯丙基荧光素为荧光基团，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂，采用沉淀聚合法制备了一种用于检测罗丹明B的表面分子印迹荧光传感器（MIL-96@AF-SMIPs）。采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射等对传感器进行表征，表明已成功合成表面分子印迹荧光传感器。在检测罗丹明B的过程中，其荧光强度之比I580/I522与罗丹明B浓度（0~0.5 μmol/L）具有良好的线性关系（R2=0.999），检出限为8.03 nmol/L。此外，该传感器具有选择性高、重复使用性好以及荧光稳定性良好的优点。在检测实际样品时，罗丹明B的回收率为94.23%~109.07%，相对标准偏差小于3.75%。该工作为罗丹明B的高效快速检测提供了一种可行的方法。  
      关键词：烯丙基荧光素;分子印迹技术;荧光检测技术;罗丹明B   
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      发布时间：2024-03-29

    • 张天扬,裴瑞杰,石云,尤博,吕滨

      DOI：10.37188/CJL.20230329
      摘要：以自制的Dy2O3超细粉与市售的ZrO2粉料为主要原料，经球磨混合后通过高温固相反应合成了平均粒径约为150 nm的Dy2Zr2O7粉体，再经过冷等静压成型和真空烧结获得了Dy2Zr2O7磁光透明陶瓷。研究表明，该陶瓷样品具有典型的缺陷萤石结构，在635 nm波长处的直线透过率约为68%，达到了理论透过率的88%。Dy2Zr2O7透明陶瓷在635、780和1064 nm处的费尔德常数分别为-182±7、-118±2、-48±1 rad·T-1·m-1，在1064 nm近红外波段约为商用铽镓石榴石单晶的1.24倍，在635 nm的可见光波段约为铽镓石榴石单晶的1.33倍。研究结果证明了Dy2Zr2O7透明陶瓷是一种有潜力的新型磁光材料。  
      关键词：Verdet常数;缺陷萤石;法拉第效应;真空烧结;Dy2Zr2O7透明陶瓷   
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      发布时间：2024-03-28

    • 王克,邹雨辰,肖万成,尹隆乡,张海峰,王晓冬,费雄辉

      DOI：10.37188/CJL.20240042
      摘要：近年来，研究发现若干被用于辐射探测的辐射光致发光材料因其可测量剂量限值高及剂量范围宽，已被广泛应用于核退役设施剂量监控、荧光核径迹探测、医学治疗、辐射成像及核辐射场所可视化等领域。本研究针对目前可用于高剂量测量的辐射光致发光材料，包括无机激活剂离子掺杂体系、无机未掺杂体系及有机聚合物体系等研究现状进行概述，重点对各体系的发光机理、基本特征、种类及应用现状进行梳理，同时类比分析不同体系材料辐射剂量响应高低的因果关系及性能优劣。本研究旨在对目前适用于高剂量测量的辐射光致发光材料在剂量探测性能提升方面的研究进行概述，同时提出改进优化的可行性举措，并对其未来发展趋势进行展望。  
      关键词：辐射光致发光;高剂量测量;无机激活剂离子;有机聚合物   
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      发布时间：2024-03-28

    • 李超,宋宏伟,陈聪

      DOI：10.37188/CJL.20240037
      摘要：单晶半导体（如硅、锗和砷化镓）在太阳能电池领域展现的光电转换效率要普遍优于多晶薄膜。然而，基于ABX3新型有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿材料构建的第三代太阳能电池中，其>26%的最高认证效率是基于多晶薄膜所实现。目前单晶钙钛矿太阳能电池最高效率约为24%，且相关研究较少。多晶钙钛矿薄膜存在着高密度的固有结构缺陷（如晶界、空位缺陷、杂质缺陷、反位缺陷等），会导致太阳能电池器件弱稳定性和严重迟滞效应等问题。相比之下，钙钛矿单晶具有无晶界、低缺陷密度、长载流子寿命和扩散距离等优势，这些特性使得钙钛矿单晶成为高性能光电子器件的理想优选材料。本综述简述钙钛矿单晶太阳能电池的基本器件结构，系统综述不同组分构成的钙钛矿单晶材料的优势/劣势，同时探讨不同单晶钙钛矿材料的制备/生长方法，细致分析其最新的研究进展和关键攻关方向，重点强调单晶钙钛矿材料组分、器件结构、生长工艺与器件性能之间的关系。希望本综述能够为促进研究人员开发高效与高稳定钙钛矿单晶太阳能电池提供借鉴。  
      关键词：钙钛矿太阳能电池;钙钛矿单晶;缺陷;空间限制升温法   
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      发布时间：2024-03-27

    • 刘银,万杰,肖永宝,禹德朝

      DOI：10.37188/CJL.20240046
      摘要：3 μm波段的中红外光纤激光器在生物医疗、环境监测和军事等领域具有重要的应用前景，在国内外受到了广泛的关注和研究。低声子能量、高效稳定的中红外玻璃作为光纤激光器的核心工作介质，是实现3 μm波段中红外激光的重要基础。本文采用熔融-淬冷法制备了掺Er3+新型Al2O3-CaO-ZnO玻璃，通过热分析、拉曼光谱、透射光谱以及光致发光光谱等对玻璃的热力学、结构、透过波长范围和中红外发光性能进行了表征。结果表明：Al2O3-CaO-ZnO玻璃具有较高的玻璃化转变温度（~ 750 °C）、较低的声子能量（~ 780 cm-1）以及较宽的透过波长范围（0.5 μm - 5 μm）；在980 nm激光激发下，在掺Er3+玻璃中观察到了明显的2.7 μm（Er3+： 4I11/2→4I13/2）波段荧光发射。研究结果表明Al2O3-CaO-ZnO体系玻璃是一种优良的中红外激光基质材料。  
      关键词：铝酸盐玻璃;Er3+掺杂;2.7 μm发光;中红外发光   
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      发布时间：2024-03-26

    • 激光器封装耦合容差分析 增强出版 AI导读

      张彩,刘佳垚,王晴晴

      DOI：10.37188/CJL.20240023
      摘要：传统高速100G激光器一般采用长方形可伐合金壳体即BOX封装，成本较高；新兴的单波100 G激光器逐步采用同轴封装，在物料成本上可降低约50%，但由于同轴封装内部集成制冷器和使用单透镜方案，因此在光路控制方面存在公差和不确定性，导致激光器外形尺寸结构的差异，在后期光模块的装配中存在匹配问题，且不良率较高，批量生产控制成本较高。本研究通过理论分析和ZMAX仿真，分析了激光器长度与偏位容差的关系，讨论了耦合效率与激光器长度和偏位容差的变化趋势与控制方法；在理论分析和仿真结果的基础上，对激光器封装进行了实验验证；提出激光器长度和偏位容差的控制方法及解决方案，对实际批量生产中提高激光器耦合效率，降低成本、提高生产效率具有指导意义。  
      关键词：激光器;耦合效率;ZMAX;容差   
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      发布时间：2024-03-26
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