高性能宽谱上转换成像发光二极管性能优化
作者:
作者单位:

1.北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088;2.北京邮电大学 理学院,北京 102206;3.中国工程物理研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621999;4.计算物理全国重点实验室,北京 100088

作者简介:

韩尚杰(1999-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为微纳光子学. email:Shangjie.Han@bupt.edu.cn.
王 屹(1999-),男,在读博士研究生,主要研究方向为半导体红外及太赫兹探测器件及上转换器件物理研究.
王汉斌(1988-),男,博士,副研究员,主要研究方向为化合物半导体高精度微纳加工制备.
杨 宁(1980-),男,博士,特聘研究员,主要从事半导体微纳结构光电特性基础研究.
楚卫东(1969-),男,博士,研究员,主要研究方向为太赫兹量子级联激光器.
白 鹏(1992-),男,博士,副研究员,主要研究方向为半导体红外及太赫兹探测器件及上转换器件物理研究.

通讯作者:

白 鹏(1992-),男,博士,副研究员,主要研究方向为半导体红外及太赫兹探测器件及上转换器件物理研究. email:bai_peng@iapcm.ac.cn

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(12104061;62327804);国家重点研发计划资助项目(2023YFF0715000)

伦理声明:



Performance optimization of light-emitting diodes for high-performance broadband upconversion imaging
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.Institute of Applied Physics and Computational Mathematics,Beijing 100088,China;2.School of Science,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 102206,China;3.Institute of Electronic Engineering,China Academy of Engineering Physics,Mianyang Sichuan 621999,China;4.National Key Laboratory of Computational Physics,Beijing 100088,China

Funding:

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    摘要:

    高性能宽谱上转换成像器件在医疗、食品安全、无损检测和国家安全等领域中发挥着重要作用,但现有半导体上转换器件因探测范围窄、上转换效率低而受到限制。为实现更宽谱和高效的上转换,本文通过优化LED结构,显著提升了棘轮上转换器件的性能。改进后的LED发光效率提升了2个数量级,μA量级的驱动电流下即可开启发光,发光光谱更接近规则洛伦兹线型,器件整体面发光均匀性也显著提升。研究明确了性能优化原则,并为未来上转换器件的改进提供了参考方向。

    Abstract:

    High-performance wide-spectrum upconversion imaging devices play an important role in fields such as medical care, food safety, non-destructive testing, and national security. However, existing semiconductor upconversion devices are limited by their narrow detection range and low upconversion efficiency. In order to achieve a wider spectrum and efficient upconversion, this study significantly improves the performance of the ratchet upconversion device by optimizing the LED structure. The improved LED's electroluminescence efficiency has been increased by two orders of magnitude. It can turn on light at a driving current of μA level, and its electroluminescence spectrum is closer to the theoretical regular Lorentz line. The overall surface luminescence uniformity of the device is also significantly improved. The research clarifies the performance optimization principles and provides a reference for future improvements in upconversion devices.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

韩尚杰,王屹,王汉斌,杨宁,楚卫东,白鹏.高性能宽谱上转换成像发光二极管性能优化[J].太赫兹科学与电子信息学报,2024,22(10):1094~1103

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  • 收稿日期:2024-05-01
  • 最后修改日期:2024-06-01
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  • 在线发布日期: 2024-10-30
  • 出版日期: