杨宁
- 作品数：13 被引量：13H指数：2
- 供职机构：北京应用物理与计算数学研究所更多>>
- 发文基金：中国工程物理研究院发展基金国家重大科学仪器设备开发专项NSAF联合基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 宽谱红外/太赫兹量子棘轮探测器研究进展(内封面文章·特邀)
- 2025年
- 近年来,红外/太赫兹探测技术取得了卓越的进步,聚焦于当前主流的红外及太赫兹探测器就其优点和缺点进行相应评述。为满足现在科技水平所需的高速探测光子型红外/太赫兹探测器取得了广泛地关注和研究,但其工作温度低、响应光谱范围窄等缺点限制了其应用的场景。就工作原理、工作模式、研究进展、能带工程等方面介绍GaAs基经典红外/太赫兹光子型探测器并进行评述。在此基础上,详细介绍文中提出的量子棘轮红外探测器(QRIP)的研究进展,从QRIP器件的工作原理、器件结构等方面阐述了其优势及可行性。通过研究QRIP不同的杂质类型、掺杂浓度、生长工艺、能带结构等条件以研究其工作机理及量子特性,列出了不同结构QRIP器件实验结果并进行了分析。棘轮结构在无外加电场下能够对红外能量进行探测,同时在特定的偏压下能够实现光谱可调的性质以实现宽谱的探测。进一步地,将QRIP集成LED制备出量子棘轮上转换器件,其能够实现4~200 THz的超宽谱探测,同时量子棘轮上转换探测器在25 K时响应率可以达到0.4 A/W。该研究表明了量子棘轮探测器能够有效提升器件的工作温度、响应光谱范围,为高工作温度红外/太赫兹光子型探测器实现提供了新思路。
- 楚卫东白鹏杨宁杨宁韩尚杰王迎新赵自然
- 分布反馈式太赫兹量子级联激光器在光场自注入下的动力学
- 2024年
- 基于Lang-Kobayashi方程并引入可用于描述分布反馈式光栅对腔内光场耦合效应的修正端面反射系数,研究了分布反馈式太赫兹量子级联激光器在不同光场自注入强度下的动力学响应行为。随着自注入光场强度的增加,激光器由稳态向周期态、准周期态,甚至混沌状态过渡,但是太赫兹量子级联激光器和传统半导体激光器相比,可以在更大的自注入强度下保持稳定。移动目标反射物时,工作在稳态、周期态和准周期态下的分布反馈式太赫兹量子级联激光器的输出信号可正确描述反射物的移动规律,但处于混沌状态的激光器输出信号将出现失真。通过与典型稳态解模型对比可知,所提理论模型可提供更精确的输出信号规律。该研究为描述有光栅结构的量子级联激光器的动力学行为提供了理论支撑,也从理论上探索了分布反馈式太赫兹量子级联激光器在自注入成像技术应用中的可能。
- 葛磊楚卫东杨宁
- 关键词：太赫兹量子级联激光器
- 高性能宽谱上转换成像发光二极管性能优化
- 2024年
- 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。
- 韩尚杰王屹王汉斌杨宁楚卫东楚卫东
- 关键词：LED发光
- 一种上转换成像器件、上转换成像方法及制备方法
- 本申请公开了一种上转换成像器件、上转换成像方法及制备方法，属于半导体成像技术领域，该上转换成像器件包括：上转换器件和与上转换器件连接的成像器件；上转换器件靠近成像器件的一侧表面设置有微球结构；微球结构的表面作为发光面；上...
- 白鹏 韩尚杰 王屹楚卫东杨宁 王汉斌
- 太赫兹自混合干涉成像景深扩展技术被引量：1
- 2023年
- 太赫兹波在生物学和危爆物检测等领域有广泛的应用前景,但其在成像上会受到探测器灵敏度的限制.搭建一套基于太赫兹量子级联激光器的自混合相干成像系统,将全息成像技术与自混合干涉测量相结合,实现太赫兹波段的大景深成像.利用自混合收发一体的特性,在不同偏焦程度下,对分辨率板上每毫米2个线对的区域进行二维成像,在偏焦56倍波长条件下得到与焦平面处相同的图像对比度.
- 蔡家轩解研于洋王迎新王迎新赵自然赵自然杨宁楚卫东
- 关键词：太赫兹成像全息技术量子级联激光器
- 太赫兹QCL的电子结构计算和设计被引量：2
- 2011年
- 通过电子结构和波函数的设计实现电子选择性注入及粒子数反转是制备太赫兹量子级联激光器(QCL)的基础。本文介绍了求解外场下超晶格QCL电子结构的分区级数解法及非正交基对角化方法,并将计算结果与国际上啁啾超晶格及共振声子模式QCL的相关实验结果进行了对比,二者的精确吻合证明了计算方法的准确性。在此基础上给出了一种共振声子模式QCL超晶格的有源区设计方案,并讨论了外场偏离设计值对QCL特性的影响。
- 段素青楚卫东张伟杨宁
- 关键词：太赫兹量子级联激光器
- 太赫兹量子级联激光器光注入特性被引量：1
- 2019年
- 基于三能级速率方程,研究了独立运行、主从注入和相互注入太赫兹量子级联激光器(THz-QCLs)的相对强度噪声和调制特性。在自由运行情况下,THz-QCL的自发辐射噪声在低频时表现出白噪声特性。与传统的半导体激光器不同,在低频区没有对应于弛豫振荡的共振峰。主从注入可以有效降低THz-QCLs噪声20 dB,提高THz-QCLs低噪声工作的效率。对于互注入THz-QCLs,即使在锁相区,噪声也明显高于自由运行情况。通过应用注入锁定方案,与直接调制方案相比,可以大大增加调制带宽。
- 李源远杨宁楚卫东
- 关键词：太赫兹量子级联激光器光注入相对强度噪声调制响应
- 中红外调制的太赫兹量子级联探测器
- 本文提出利用纵光学声子抽运机制实现高效光电转换的太赫兹量子级联探测器(THz QCD)的理论方案.有源区中设计了中红外和太赫兹两组光吸收阱,它们被电子输运区分隔开.电子输运级联结构中,各阱基态能量差满足材料的纵光学声子能...
- 解研杨宁楚卫东
- 关键词：光电转换率
- 文献传递
- 单面金属波导太赫兹量子级联激光器的天线模型
- 2018年
- 太赫兹(THz)量子级联激光器(QCL)是理想的固态THz源,其出射光束的远场特性是THz QCL研究中重要的一部分。实验上,THz QCL的远场光斑常呈多瓣或环形结构,用一般的衍射理论难以解释,为此把激光器看成辐射天线,利用电磁场理论,推导了单面金属波导THz QCL辐射远场场分布和光强分布基本公式。对具有典型参数的THz QCL的远场分布进行了计算。数值结果表明:辐射远场光强分布是不对称的环形结构,且随着激光器的腔长变长,环逐渐变密。可见,THz QCL的天线模型给出了与实验观察一致的结果,说明天线模型更适合于THz QCL远场光束的分析。
- 王健杨宁李艳芳解研楚卫东
- 关键词：太赫兹量子级联激光器辐射场远场分布
- 宽谱太赫兹量子级联激光器的自混合特性
- 2022年
- 基于传输矩阵理论及多模速率方程,研究了宽谱太赫兹量子级联激光器在不同光反馈强度下的自混合动力学特性。研究发现,在弱反馈下光场自混合对激光器光谱特性影响很小;反射物位置移动时的自混合信号呈正弦规律变化,同时自混合信号幅度随反射物位置的变化表现出周期性调制现象。宽谱量子级联激光器在弱反馈下可以应用于测距、成像及光谱测量。在强反馈下,宽谱激光器光谱受自混合影响显著,并有新的模式在原自由运行模式附近出现;但随着反射物移动,自混合信号波峰个数同弱反馈条件下一致,可正确描述反射物的移动规律。因此,强反馈下宽谱量子级联激光器仍可在一定条件下实现微米级的测距和成像技术。这一研究将有助于发展基于宽谱太赫兹量子级联激光器自混合现象的传感器应用。
- 葛磊杨宁楚卫东段素青
- 关键词：太赫兹量子级联激光器传输矩阵
