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使钙钛矿太阳能电池实现选择性吸收，用于气体折射率传感
摘要： 钙钛矿太阳能电池目前被视为一种极具前景的太阳能采集技术。其在光照下产生电信号的能力可感知环境参数的变化。我们通过数值分析研究了钙钛矿电池输出电流随与电池前表面接触的空气折射率变化的规律，该计算确定了能增强此效应的几何与材料结构。当用优化的亚波长金属光栅替代电池顶部透明电极后，发现电池响应度对周围介质折射率变化表现出显著敏感性。这种折射率传感器可通过电子方式检测，避免了光谱或角度检测方法所需的复杂装置。我们提出了将折射率传感器的性能参数（灵敏度与品质因数）适配于光电检测方法的方案，所获得的灵敏度与品质因数值为开发基于钙钛矿的折射率传感器展现了良好前景。
关键词： 气体传感、光学传感器、钙钛矿太阳能电池、纳米光子结构、折射率传感
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 金刚石纳米结构中高质量量子发射器的制备
摘要： 随着固态量子工程领域的成熟，生产出具有窄光学跃迁和长自旋相干时间、且能与纳米光子结构对准的量子发射体变得越来越必要。金刚石中的氮空位（NV）缺陷中心是一个非常适合的候选者，因为它具有长相干时间的自旋基态、可用于量子存储的邻近核自旋，以及允许高效光学自旋初始化和读出的自旋选择性光学跃迁。我们展示了一种发射体-器件对准技术，能够制造与NV对准的光子器件。该对准方法依赖于自主成像发射体并将其相对于芯片坐标系进行注册。这种技术可适用于多种发射体。该方法的可重复性表明其空间精度为50纳米。自主导航样品的能力便于对大量NV进行数据收集，从而允许进行统计分析。我们利用这种方法将NV的宿主氮同位素与发射体的光学线宽相关联，以了解植入的影响。如图1a所示，数据表明，相干的窄线宽NV是由天然丰度氮（14N）形成的，而植入的氮（15N）平均产生更宽带宽的NV。植入的15NV还表现出更大的轴向和横向应变，表明发射体附近产生了损伤。我们将植入的15NV的宽线宽归因于离子注入过程导致的局部损伤所产生的更不稳定的局部环境。
关键词： 金刚石纳米结构、纳米光子结构、氮空位中心、自旋相干性、量子发射体
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于人工神经网络的纳米光栅按需设计
摘要： 纳米光子结构的设计依赖于求解麦克斯韦方程并扫描参数以获得所需特性。而逆向问题——从所需的电磁响应中反推合适的参数——仍具挑战性且耗时。本文报道了利用循环神经网络实现光子光栅的按需设计。通过反向传播神经网络模型，我们证明可以设计并优化具有预设响应的纳米光子光栅。期待这项工作能推动深度学习算法在纳米光子器件设计中的应用。
关键词： 纳米光子结构，纳米光子光栅，反向传播神经网络
更新于2025-09-16 10:30:52
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硅光子集成电路中的最优超微型偏振仪
摘要： 光偏振态的测量在量子与经典通信、遥感、天文及生物医学诊断等众多领域中至关重要。纳米光子结构与集成光路能在多数情况下替代传统分立光学元件，用于微型偏振仪和芯片级偏振测量系统，从而显著提升系统鲁棒性，同时最小化体积与成本。我们提出并实验验证了两种采用互补金属氧化物半导体兼容光子工艺制造的硅基四光电探测器（PD）振幅分割偏振仪（4PD-DOAP）。第一种设计以最小化光学元件数量为目标；第二种设计采用稍复杂的电路架构实现最优测量框架——该框架能在加性高斯白噪声与信号相关散粒噪声条件下，使估计方差最小化且均衡化。进一步理论分析表明：在斯托克斯偏振仪的最优测量框架内，四PD构型的DOAP相比更多PD数量的方案具有最小的等权方差。
关键词： 硅光子集成电路、纳米光子结构、偏振态、偏振仪、芯片级偏振测量系统
更新于2025-09-11 14:15:04