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四模掺铒光纤放大器（4M-EDFA）解耦模态增益均衡系统的分析与比较
摘要： 空分复用（SDM）作为提升单纤传输容量的有效技术备受关注。为合理应用该技术，需重新评估传输线路中的光学器件（包括掺铒光纤放大器EDFA）。本研究基于扩展Giles模型分析了4模EDFA的模增益均衡系统，通过标准B-V曲线提出简化计算径向重叠因子的方法，进而构建了两种解耦的模增益均衡方案。在解耦的模特定泵浦组合（MSPC）系统中，最大差分模增益（DMG）降至1.55 dB，平均增益约28.72 dB；改进型掺铒浓度分布（MEDP）系统则获得了最优多阱浓度分布，其最大DMG进一步降低至1.3254 dB，平均增益约24.24 dB。本研究首次报道了4模EDFA中放大自发辐射（ASE）的演化特性，并采用ASE比值这一新指标表征四模式间噪声偏差——MEDP系统的ASE水平低于MSPC系统从而实现更优噪声系数。仿真对比表明：MEDP系统中DMG对光纤长度、掺杂浓度及波长的变化更为敏感。所设计的MEDP与MPC系统及基础4模EDFA结构，在15 Gb/s以下速率均展现出良好的前置放大性能。
关键词： 掺杂分布、铒掺杂分布、重叠因子、模增益均衡、ASE比率、SDM放大器
更新于2025-09-19 17:13:59
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我们能否通过薄膜太阳能电池的电容测量发现缺陷？
摘要： 热导纳光谱和电容-电压测量是研究光伏吸收层中复合活性深缺陷能级及确定浅掺杂浓度的成熟技术。应用于薄膜太阳能电池或多层器件结构时，这些基于电容的测量方法解释起来最多只能说是模棱两可。我们展示了如何评估薄膜器件的电学测量数据，并制定了一系列标准来判断深缺陷是否能始终如一地解释给定的电容测量结果。研究表明，通过在导纳光谱中引入偏置电压、时间和光照等额外实验参数来拓展参数空间，有助于区分深缺陷与器件结构中传输势垒或附加层产生的电容贡献。以Cu(In,Ga)Se?薄膜太阳能电池为例，我们证实了慢陷阱态确实存在，但在典型导纳谱中无法分辨。我们将常见的N1特征归因于电容性势垒层的存在，并表明浅净掺杂浓度在吸收层深度方向上并非均匀分布。
关键词： 导纳谱、深能级缺陷、掺杂分布、薄膜、电容
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用多电子双棱镜相移电子全息术对n型氮化镓半导体中不同载流子浓度的可视化研究
摘要： 采用透射电子显微镜（TEM）的相移电子全息术（PS-EH）对n型GaN半导体中不同载流子浓度激活层（掺杂水平分别为10^19、10^18、10^17和10^16原子/立方厘米的硅掺杂）进行可视化研究。为精确测量GaN样品重建相位分布，使用三组电子双棱镜获取无双棱镜灯丝菲涅尔条纹的高对比度全息图，并采用冷冻聚焦离子束（cryo-FIB）制备大视场畸变较小的均匀TEM样品。该350纳米厚TEM样品中所有层均以1.8纳米空间分辨率和0.02弧度相位分辨率区分，同时测量了层间界面处相位分布阶跃宽度变化（对应耗尽层宽度）。通过观测相位分布与理论能带结构模拟，估算出各掺杂水平下激活层与非激活层的厚度。随着掺杂浓度降低，TEM样品中激活层厚度与总厚度的比值显著减小，因此需要更厚的TEM样品来观测更低载流子浓度（例如区分10^16与10^15原子/立方厘米的掺杂层）。估算表明，要实现PS-EH与cryo-FIB联用检测亚层结构，样品厚度需超过700纳米。
关键词： 相移电子全息术、掺杂分布、载流子浓度、氮化镓、非活性层、活性层
更新于2025-09-16 10:30:52