石墨烯自被成功制备以来,就以其优异的材料性能在众多领域受到了广泛关注,特别是其具备快速光电响应、宽光谱吸收、尺寸优势等特性,是制备微纳光电探测器的理想材料之一。目前,石墨烯光电探测器已经实现,但基于传统结构的石墨烯探测器...石墨烯自被成功制备以来,就以其优异的材料性能在众多领域受到了广泛关注,特别是其具备快速光电响应、宽光谱吸收、尺寸优势等特性,是制备微纳光电探测器的理想材料之一。目前,石墨烯光电探测器已经实现,但基于传统结构的石墨烯探测器存在光吸收效率低、光电响应差的问题。利用等离激元实现光吸收增强是一种可行的技术路线,但其存在微纳结构过于复杂、成本过高、性能不足等问题。本文提出了一种基于Au光栅/石墨烯/h-BN/SiO_(2)的异质结构,利用h-BN与红外光相互作用产生的声子极化激元效应,将红外光局域在石墨烯中,增强石墨烯与异质结构整体的吸收率;同时,石墨烯与h-BN的晶格常数相近,该异质结构可最大程度地发挥石墨烯优异的光电性能。通过有限元(Finite element method,FEM)方法对吸收率和电磁场分布进行分析,发现在入射光频率为1550 cm^(-1)时,Au光栅/石墨烯/h-BN/SiO_(2)混合结构石墨烯层的功率耗散密度是Au光栅/石墨烯/SiO_(2)对照组结构的4.4倍,光吸收率是对照组的6.5倍。同时,通过控制h-BN的厚度、Au电极的厚度及栅宽可以实现对吸收强度的调控。该研究为实现基于石墨烯的中红外光电探测器提供了理论依据。展开更多
在高精度平面干涉仪系统评价标准中,仪器传递函数(Instrument Transfer Function,ITF)已经逐渐成为干涉仪性能的重要评价指标,它准确地反映了光学系统对于测量形貌不同空间频率的分辨能力。然而,ITF测试过程中的实验环境要求较为严格,...在高精度平面干涉仪系统评价标准中,仪器传递函数(Instrument Transfer Function,ITF)已经逐渐成为干涉仪性能的重要评价指标,它准确地反映了光学系统对于测量形貌不同空间频率的分辨能力。然而,ITF测试过程中的实验环境要求较为严格,干涉仪系统噪声会导致测试结果产生较大失真。为了能够准确表征干涉仪系统的性能,通过仿真分析与实际实验结合的方式,将仿真干涉图引入不同量级的高斯随机噪声,探究了噪声对于ITF测试结果的影响,提出测试误差的评价指标ITF_(RMS)值,分析了干涉仪系统的噪声容限,依据评价指标提出了几种不同的ITF测试优化方法,并搭建实验系统进行分析验证。实验结果表明,在未优化的ITF测试流程中,所搭建的干涉仪系统ITF测试的ITF_(RMS)值为0.1112,而优化后同样噪声量级的干涉仪系统所得ITF_(RMS)值则分别降至0.0693,0.0367,0.0579。此结果证明了优化方案的可行性,该方案能有效抑制干涉仪系统ITF测试过程中的噪声干扰影响。展开更多
文摘石墨烯自被成功制备以来,就以其优异的材料性能在众多领域受到了广泛关注,特别是其具备快速光电响应、宽光谱吸收、尺寸优势等特性,是制备微纳光电探测器的理想材料之一。目前,石墨烯光电探测器已经实现,但基于传统结构的石墨烯探测器存在光吸收效率低、光电响应差的问题。利用等离激元实现光吸收增强是一种可行的技术路线,但其存在微纳结构过于复杂、成本过高、性能不足等问题。本文提出了一种基于Au光栅/石墨烯/h-BN/SiO_(2)的异质结构,利用h-BN与红外光相互作用产生的声子极化激元效应,将红外光局域在石墨烯中,增强石墨烯与异质结构整体的吸收率;同时,石墨烯与h-BN的晶格常数相近,该异质结构可最大程度地发挥石墨烯优异的光电性能。通过有限元(Finite element method,FEM)方法对吸收率和电磁场分布进行分析,发现在入射光频率为1550 cm^(-1)时,Au光栅/石墨烯/h-BN/SiO_(2)混合结构石墨烯层的功率耗散密度是Au光栅/石墨烯/SiO_(2)对照组结构的4.4倍,光吸收率是对照组的6.5倍。同时,通过控制h-BN的厚度、Au电极的厚度及栅宽可以实现对吸收强度的调控。该研究为实现基于石墨烯的中红外光电探测器提供了理论依据。
文摘在高精度平面干涉仪系统评价标准中,仪器传递函数(Instrument Transfer Function,ITF)已经逐渐成为干涉仪性能的重要评价指标,它准确地反映了光学系统对于测量形貌不同空间频率的分辨能力。然而,ITF测试过程中的实验环境要求较为严格,干涉仪系统噪声会导致测试结果产生较大失真。为了能够准确表征干涉仪系统的性能,通过仿真分析与实际实验结合的方式,将仿真干涉图引入不同量级的高斯随机噪声,探究了噪声对于ITF测试结果的影响,提出测试误差的评价指标ITF_(RMS)值,分析了干涉仪系统的噪声容限,依据评价指标提出了几种不同的ITF测试优化方法,并搭建实验系统进行分析验证。实验结果表明,在未优化的ITF测试流程中,所搭建的干涉仪系统ITF测试的ITF_(RMS)值为0.1112,而优化后同样噪声量级的干涉仪系统所得ITF_(RMS)值则分别降至0.0693,0.0367,0.0579。此结果证明了优化方案的可行性,该方案能有效抑制干涉仪系统ITF测试过程中的噪声干扰影响。
