梁振江
- 作品数：6 被引量：14H指数：3
- 供职机构：北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院更多>>
- 发文基金：北京市自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程更多>>
- 基于1.06μm波长的谐振腔型石墨烯光电探测器的信噪比分析被引量：1
- 2017年
- 雪崩光电二极管由于具有高增益特性而广泛应用于激光测距机中,但由于在电流倍增过程中引入的高附加噪声,使激光测距机进一步提高信噪比遇到了瓶颈。石墨烯具有高电子迁移率、零带隙结构、独特光吸收系数等特性使其广泛应用于激光器、光调制器、透明电极以及超快光电探测器。该研究提出了一种高信噪比的谐振腔型石墨烯光电探测器的设计方法。以波长为1.06μm的激光为例,采用光学传输矩阵法和散射矩阵法,研究了光波在谐振腔传输和吸收层吸收的机理,建立了谐振腔型光电探测器的光吸收模型,通过优化,器件最终量子效率达到91.2%,响应度达到0.778A·W^(-1),半高全宽达到6nm;分析石墨烯在谐振腔中的位置对器件吸收率的影响,发现在满足谐振条件下,器件吸收率随石墨烯位置呈现周期性变化,腔长的改变不改变吸收率峰值,而是改变了吸收率峰值对应的石墨烯在谐振腔中的位置,当腔长是入射光半波长的n倍时,随着石墨烯位置变化,将出现2n个吸收率峰值,且关于谐振腔中心点对称分布;选择石墨烯距顶层反射镜0.402 8μm时,器件吸收率达到94%,相比单层石墨烯,吸收率提高了16dB;通过对比求解谐振腔型石墨烯光电探测器和雪崩光电二极管信噪比方程,得出谐振腔型石墨烯光电探测器信噪比可达到90.3,较雪崩光电二极管提高了10dB;理论分析表明,谐振腔型石墨烯光电探测器具有高吸收率、高量子效率和高信噪比,研究成果将对激光测距机接收系统中光电探测器的更新设计和应用提供理论参考。
- 梁振江刘海霞刘凯铭牛燕雄尹贻恒
- 关键词：谐振腔吸收率量子效率信噪比
- THz谐振腔型石墨烯光电探测器的设计被引量：6
- 2016年
- 由于石墨烯在太赫兹波范围内只发生带内跃迁,相比在可见光范围内,其光学吸收特性有显著优势,通过集成石墨烯与谐振腔,将太赫兹波限制在腔内,可进一步增强石墨烯对太赫兹波的吸收.采用麦克斯韦方程组并结合电磁场边界条件,研究了单层石墨烯在太赫兹波段范围内的光吸收机理;推导出石墨烯的传输矩阵和吸收系数方程,发现在太赫兹波段石墨烯的吸收是在可见光波段吸收的9—22倍;通过建立谐振腔型石墨烯光电探测器在太赫兹波段的光吸收模型及求解探测器吸收率方程,发现在0.12 THz处,吸收率可达0.965,相比无腔状态下石墨烯在太赫兹波段的最大吸收率0.5,提高了93%;优化设计器件结构参数并表征,最终器件响应度最高达到236.7 A/W,半高全宽为0.035 THz.理论分析表明,采用谐振腔型石墨烯光电探测器对太赫兹波进行探测,具有高吸收率、高响应度.研究结果对于太赫兹谐振腔型石墨烯光电探测器的设计和应用提供了理论参考.
- 梁振江刘海霞牛燕雄刘凯铭尹贻恒
- 关键词：谐振腔太赫兹吸收率
- 基于谐振腔增强型石墨烯光电探测器的设计及性能分析被引量：5
- 2016年
- 提出了一种具有超薄有源层的谐振腔增强型石墨烯光电探测器的设计方法,利用谐振腔结构可以将光场限制在腔内,有效增强探测器的吸收.通过研究谐振腔内光场谐振条件及谐振模式下探测器响应度增强的机理,建立了驻波效应下谐振腔增强型石墨烯光电探测器光吸收模型,仿真分析谐振腔反射镜反射率、谐振腔腔长对于腔内光场增强器件性能的影响.理论分析表明,谐振腔增强型石墨烯光电探测器在850 nm处响应度可达0.5 A/W,相比无腔状态下提高了32倍;半高全宽为10 nm.采用谐振腔结构能够提高石墨烯光电探测器件的光电响应,为解决光电探测器响应度与响应速度之间的相互制约关系提供了途径.
- 梁振江刘海霞牛燕雄尹贻恒
- 关键词：谐振腔响应度
- 一种复合细胞三维打印及介电泳吸附的类组织构建方法
- 本发明公开一种复合细胞三维打印及介电泳吸附的类组织构建方法，属于组织和器官的人工制造技术领域。该方法将细胞三维打印技术与介电泳吸附细胞组装技术相结合，对类组织结构体数据模型做分区设计，包括主体支撑结构及血管网两部分。主体...
- 刘海霞刘凯铭戴向国梁振江张忠钢
- 激光辐照CCD温度场与热应力场的研究被引量：5
- 2017年
- 为了研究了激光与CCD传感器的作用过程及损伤机理,采用有限元分析的方法,对波长1.06μm的连续激光辐照行间转移型面阵CCD进行了理论分析和仿真研究。以基底Si表面激光辐照区域为热源建立热力耦合模型,模拟得出了CCD的温度分布和热应力分布。通过对比分析其组成材料的温度损伤和应力损伤所发生的时间,发现应力损伤先于温度损伤。结果表明,作为固定边界和自由边界的交汇处,基底Si下表面边缘处热应力于激光作用0.1s时最先超过破坏阈值120MPa,发生应力破坏;Si材料产生由下表面边缘向中心的滑移,基底逐步脱离固定;激光作用0.3s时,遮光Al膜与SiO_2膜层也因热应力超过两种材料的附着力100MPa,而产生沿径向由内向外的Al膜层剥落的应力破坏行为,这种行为将加快基底Si材料的滑移,最终致使整个CCD因脱离工作位置而失效。该研究成果为CCD传感器的激光损伤及防护提供了理论依据。
- 张帆牛燕雄刘宁梁振江刘帅
- 关键词：激光物理激光破坏温度场热应力场CCD
- 一种基于介电泳吸附原理的细胞三维组装方法
- 本发明公开一种基于介电泳吸附原理的细胞三维组装方法，属于组织和器官的人工制造技术领域。该方法首先配制导电可降解生物材料作为细胞组装的支架主体导电层，不导电生物相容性好的材料作为支架绝缘层，用计算机建立具有标定上述材料区域...
- 刘海霞梁振江戴向国刘凯铭张忠钢
