最新刊期
      2014年第35卷第9期

        材料合成及性能

      • 氮掺杂发光碳纳米点的研究探索

        曲松楠, 刘星元, 申德振
        2014, 35(9): 1019-1026. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1019
        摘要：采用微波法制备了氮掺杂碳纳米点。通过调控碳纳米点中氮元素的掺杂含量和表面的化学环境，实现了对碳纳米点发光特性的调控。在此基础上，可实现完全基于氮掺杂碳纳米点的荧光墨水、比率型荧光探针及光泵浦激光。研究目的在于探索氮掺杂碳纳米点的发光机理，揭示影响碳纳米点荧光量子效率的因素及其在生物成像、传感、防伪、信息存储、激光等领域的应用。

          
        关键词：碳纳米点;氮掺杂;荧光墨水;荧光探针;激光   
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        更新时间：2020-08-12
      • 范灵聪, 张瑜瑜, 张园, 施鹰, 谢建军, 雷芳
        2014, 35(9): 1027-1033. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1027
        摘要：采用X射线吸收近边结构（XANES）谱对多晶Lu2SiO5：Ce（LSO：Ce）发光粉体中Ce元素的化合价状态进行了表征，结果表明：在空气下煅烧后得到的不同Ce掺杂浓度的LSO：Ce粉体中，Ce3+在总掺杂Ce中的含量仅为18%~39%；而经1 000 ℃/2 h的氢气气氛下退火后，LSO：0.5%Ce粉体中Ce3+的相对含量由39%大幅提高到83%。真空紫外（VUV）激发发射光谱表明：当Ce的掺杂摩尔分数为0.25%~1%时， Ce3+的摩尔分数与LSO：Ce粉体的发光强度具有很好的关联性。 氢气退火处理可以使LSO：Ce粉体的发光强度提高近40%。LSO：Ce粉体在变温条件（50~250 K）下的发射强度表现出良好的稳定性，未观察到热猝灭现象发生。

          
        关键词：LSO：Ce;化合价;X-射线吸收近边结构;VUV光谱   
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        更新时间：2020-08-12

      • YVO4：Tm3+的真空紫外发光性能

        沈雷军, 李波, 王忠志, 高乐乐, 周永勃, 赵增祺, 张国斌
        2014, 35(9): 1034-1039. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1034
        摘要：通过高温固相反应合成YVO4：xTm（x=0.001，0.003，0.005，0.007，0.01，0.03，0.05）蓝色系列粉末状发光材料。经X射线衍射分析产物为单相，属四方锆英石结构，其结果与JCPDS标准卡（72-0861）相符。检测了材料的真空紫外激发光谱和发射光谱。YVO4：xTm的真空紫外激发光谱在120~350 nm范围内为连续的带状峰，在155 nm和333 nm附近有明显的峰值。在155 nm激发下，YVO4：xTm的发射光谱由两部分组成，其中主发射峰在474 nm附近呈一尖锐的线状，来自Tm3+的1G4→3H6跃迁;在650 nm左右有一弱发射峰，来自Tm3+的1G4→3H4跃迁。另外，还有一较弱的带状发射，中心位于540 nm左右，来自样品的VO43-离子的宽带发射。随着Tm3+摩尔分数x由0.001增加到0.005，Tm3+发射光谱强度逐渐增加到最大值。之后随着x继续增加，发射光谱强度逐渐下降，呈现明显的浓度猝灭现象。通过对YVO4：xTm的光谱分析及其发光机理进行推导，认为YVO4：Tm3+在紫外及真空紫外激发下，是一种具有较高发光效率以及色纯度较好的蓝色发光材料。

          
        关键词：蓝光发射;YVO4：Tm3+;真空紫外   
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        更新时间：2020-08-12

      • 梯度组分缓冲层诱导的单一立方相Mg0.3Zn0.7O薄膜外延生长

        郑剑, 张振中, 王立昆, 韩舜, 张吉英, 刘益春, 王双鹏, 姜明明, 李炳辉, 赵东旭, 刘雷, 刘可为, 单崇新, 申德振
        2014, 35(9): 1040-1045. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1040
        摘要：为了实现MgZnO合金带隙全跨度调制，利用低压MOCVD设备，在c面蓝宝石衬底上采用MgO籽晶层和组分渐变缓冲层控制立方相MgxZn1-xO薄膜的生长，获得了Zn组分达到0.7的单一立方相MgxZn1-xO薄膜，把MgZnO合金带隙调制范围从MgO一侧扩展到了4.45 eV，覆盖了整个日盲紫外波段。对比实验分析表明，这种高Zn组分立方相MgZnO薄膜的生长得益于缓冲层晶格模板的结构诱导作用和适宜的生长温度（350~400 ℃）。 Mg0.3Zn0.7O基MSM结构紫外探测器响应峰位于270 nm，截止波长295 nm。

          
        关键词：立方MgZnO;缓冲层;带隙调制   
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        更新时间：2020-08-12
      • 吴疆, 张萍, 蒋春东, 邱泽忠
        2014, 35(9): 1046-1050. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1046
        摘要：采用高温固相法在1 400 ℃下合成了近紫外光激发的单一基质白光荧光粉Ca3Y2-xSi3O12：xDy3+。XRD检测结果显示，合成的荧光粉主晶相为Ca3Y2Si3O12。荧光光谱分析结果表明：Ca3Y2-xSi3O12：xDy3+硅酸盐荧光粉可以被348 nm的近紫外光激发，产生白光发射，两个主发射峰位于481 nm（4F9/2→6H15/2）和572 nm（4F9/2→6H13/2）。用481 nm最强峰监测，得到主激发峰位于348 nm的激发光谱，该光谱覆盖了300~450 nm的波长范围。研究了Dy3+离子掺杂浓度及助熔剂H3BO3对荧光粉发光特性的影响，Dy3+离子的最佳掺杂量x（Dy3+）为5%，助熔剂的最佳质量分数为2%。色坐标分析显示：荧光粉的色坐标随着掺杂离子浓度及助熔剂加入量改变而发生变化。x（Dy3+）为5%且H3BO3的质量分数为2%的样品的色坐标为（0.29，0.33），位于标准白光点的色坐标范围内。

          
        关键词：高温固相法;白光LED;荧光粉;Dy3+掺杂;助熔剂   
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        更新时间：2020-08-12

      • 壳层相关的CdSe核/壳量子点发光的热稳定性

        陈肖慧, 袁曦, 华杰, 赵家龙, 李海波
        2014, 35(9): 1051-1057. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1051
        摘要：测量了CdSe/ZnS （3 ML）核/壳结构及CdSe/CdS （3 ML）/ZnCdS （1 ML）/ZnS （2 ML） 核/多壳层结构量子点在80~460 K范围内的光致发光光谱，研究了壳层结构对CdSe量子点发光热稳定性的影响。详细地分析了CdSe量子点的发光峰位能量、线宽和积分强度与温度之间的关系，发现CdSe量子点的发光热稳定性依赖于壳层结构。CdS/ZnCdS/ZnS多壳层结构包覆CdSe量子点在低温和高温部分的热激活能均大于ZnS壳层包覆的CdSe量子点，具有更好的发光热稳定性。此外，在300-460-300 K加热-冷却循环实验中，CdS/ZnCdS/ZnS多壳层结构包覆CdSe量子点的发光强度永久性损失更少，热抵御能力更强。

          
        关键词：CdSe;量子点;纳米晶;温度依赖的光致发光   
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        更新时间：2020-08-12

      • Er3+,Yb3+共掺杂的NaYF4荧光粉的制备及下转换发光研究

        蔡淑珍, 刘琳琳, 李明明, 于芳, 米超, 李晓东, 张娇, 刘延洲, 杨艳民
        2014, 35(9): 1058-1064. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1058
        摘要：采用高温固相法合成了Er3+、Yb3+共掺杂的NaYF4荧光粉。XRD测量数据表明合成的样品为纯相。测量了样品的激发谱和发射谱，证明377 nm的紫外光通过量子剪裁的形式将能量传递给一个Yb3+，发射一个975 nm的红外光子，再从4F9/2能级跃迁到基态发射一个红外光子。测量了377 nm激发下，监测541 nm的发光寿命曲线，计算得到最大的量子效率为126.35%。通过监测Yb3+的975 nm的近红外发射，证明了Er3+的4F7/2和2H11/2能级通过下转换的形式将吸收的485 nm和519 nm的能量传递给Yb3+。这种将Er3+在可见光波段的多种光子能量传递给Yb3+发射975 nm的近红外光子的思想在以前的研究中从未被提出。

          
        关键词：下转换;量子剪裁;寿命;量子效率;太阳能电池   
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        更新时间：2020-08-12

      • 低温燃烧法制备的Ho：YbGG多晶粉体及其发光性能

        孙超, 朱忠丽, 张莹
        2014, 35(9): 1065-1070. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1065
        摘要：以柠檬酸为燃烧剂，掺杂摩尔分数为2%的Ho3+，采用低温燃烧法制备Ho：YbGG多晶粉体。 通过对样品的X射线衍射和扫描电镜分析，确定最佳煅烧温度为900 ℃。样品的吸收光谱在536 nm和645 nm处出现较强吸收峰，分别对应Ho3+的5I8→5F4（5S2）和5I8→5F5能级跃迁；在940 nm和982 nm处出现强吸收谱带，对应于Yb3+的2F7/2→2F5/2能级跃迁。样品的荧光光谱在1 989 nm处有强发射谱带，对应于Ho3+的5I7→5I8能级跃迁。样品可以发出较强的上转换绿光和红光，分别对应于Ho3+的5F4（5S2）→5I8和5F5→5I8能级跃迁。对相应的上转换机制也进行了分析。

          
        关键词：钬掺杂镱镓石榴石多晶粉体;低温燃烧法;吸收光谱;上转换光谱   
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        更新时间：2020-08-12

      • 电荷补偿剂增强的Ca2.96Eu0.04(PO4)2红色荧光粉

        张志伟, 王晓娟, 任艳军
        2014, 35(9): 1071-1075. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1071
        摘要：采用高温固相法合成了Li+、Na+、K+和Si4+作为电荷补偿剂的Ca2.96Eu0.04（PO4）2白光LED用红色荧光粉。采用X射线衍射仪、荧光光谱仪对材料的物相和发光性能进行了表征。 样品的激发光谱由200~310 nm的电荷迁移带和310~500 nm的锐线光谱组成，其中396 nm的激发强度最大。发射光谱主要由5D0→7F1（593 nm）和5D0→7F2（616 nm）跃迁导致的发射峰构成。掺入Li+、Na+、K+和Si4+可以有效提高Ca2.96Eu0.04（PO4）2荧光粉的发光强度，同时对荧光粉的寿命和色坐标影响不大。荧光粉的色坐标均位于红色区域。

          
        关键词：高温固相法;电荷补偿剂;Ca2.96Eu0.04(PO4)2;红色荧光粉   
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        更新时间：2020-08-12

      • 水热法制备的NaEu(MoO4)2-x(WO4)x 固溶体微晶及其发光特性

        钟诚, 吴云, 李涛, 周婷, 赖欣, 毕剑, 高道江
        2014, 35(9): 1076-1081. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1076
        摘要：采用水热法制备了NaEu（MoO4）2-x（WO4）x固溶体微晶；通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和荧光分析（FA）对所制备的微晶进行了表征。XRD结果表明NaEu（MoO4）2-x（WO4）x微晶呈现典型的四方晶相白钨矿结构。SEM分析表明微晶呈米粒状。荧光分析显示，NaEu（MoO4）2-x（WO4）x微晶在370~386 nm之间呈现MO42- 配离子（M=Mo，W）的特征发射峰，发射波长随x的增大而减小；同时，Eu3+在592 nm（5D0→7F1）和614 nm（5D0→7F2）的特征发射峰均明显显现，强度随x的增大而逐渐增大。

          
        关键词：NaEu(MoO4)2-x(WO4)x 固溶体微晶;水热法;红色荧光粉;发光性能   
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        更新时间：2020-08-12

      • 表面键合对硅(111)量子面电子结构的影响

        尹君, 黄伟其, 黄忠梅, 苗信建, 刘仁举, 周年杰
        2014, 35(9): 1082-1086. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1082
        摘要：将纳米硅薄膜看成理想的一维限制的量子面结构，通过第一性原理计算研究了不同厚度的硅（111）量子面的能带结构及态密度。随着量子面厚度的变化，在Si—H键钝化较好的量子面结构上，其带隙宽度变化主要遵循量子限制效应规律。当在表面掺杂时，模拟计算表面含Si—N键的硅（111）量子面的结果表明：在一定厚度范围内，带隙宽度主要由量子限制效应决定；超过这个厚度，带隙宽度同时受量子限制效应和表面键合结构的影响。保持量子面厚度不变，表面掺杂浓度越大则带隙变窄效应越明显。同样，模拟计算含Si—Yb键的硅（111）量子面的结果也有同样的效应。几乎所有的模拟计算结果都显示：量子面的能带结构均呈现出准直接带隙特征。

          
        关键词：硅量子面;表面键合;量子限制效应;带隙变窄效应   
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        更新时间：2020-08-12

        器件制备及器件物理

      • 低温原子层沉积氧化铝作为有机电致发光器件的封装薄膜

        杨永强, 段羽, 陈平, 赵毅
        2014, 35(9): 1087-1092. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1087
        摘要：为了克服传统的原子层深沉积反应温度高于有机材料的玻璃化温度对有机电致发光器件性能产生破坏的缺点，使用低温原子层沉积的方法沉积了Al2O3薄膜，成功地实现了对OLED的薄膜封装。实验中为了抑制环境温度对ALD薄膜均匀性的影响，增加了每个反应周期的抽气时间，从而可以充分地排出反应副产物，抑制了空位的形成，使得薄膜具有较高的均匀性和致密性。微观形貌分析、钙测试以及寿命测试表明，通过增加ALD的PGT，低温制备的薄膜与高温制备的薄膜的均匀性差别较小，且制备过程对OLED器件的光电性能无明显影响。低温制备的薄膜水汽透过率（WVTR）可以达到8.6×10-4 g/（m2·d），能够有效地提高有机电致发光器件的寿命。

          
        关键词：原子层沉积;薄膜均匀;低温   
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        更新时间：2020-08-12

      • AlGaInP基LED阵列平均结温的质心波长表征

        饶丰, 郭杰, 朱锡芳, 徐安成
        2014, 35(9): 1093-1097. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1093
        摘要：在驱动电流为350 mA时，测量了LED阵列在不同衬底温度下的归一化光谱功率分布，然后计算质心波长，并分析其与LED阵列平均结温变化量的关系，最后研究了质心波长表征结温的准确度。研究结果表明：采用1 nm采样间隔的光谱仪，质心波长与平均结温的变化成良好的线性关系，其线性度明显优于中心波长法。同时，质心波长的测量精度更高。因此，质心波长测试是一种可以精确表征AlGaInP基LED阵列平均结温的有效方法。

          
        关键词：光谱学;发光二极管阵列;结温测试;光谱分析;质心波长   
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        更新时间：2020-08-12

      • 高峰值功率808 nm垂直腔面发射激光器列阵

        张金胜, 刘晓莉, 崔锦江, 宁永强, 朱洪波, 张金龙, 张星, 王立军
        2014, 35(9): 1098-1103. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1098
        摘要：为了实现808 nm垂直腔面发射激光器（VCSEL）的高功率输出，对808 nm VCSEL的 分布式布拉格反射镜（DBR）结构材料进行了优化设计，分析了AlxGa1-xAs材料中Al组分对于折射率与吸收的影响，并最终确定了材料。采用非闭合环结构制备了2×2 VCSEL列阵。通过波形分析法对VCSEL列阵的功率进行了测量：在脉冲宽度为20 ns、重复频率为100 Hz、注入电流为110 A的条件下，最大峰值功率为30 W；在脉冲宽度为60 ns、重复频率为100 Hz、注入电流为30 A的条件下，最大功率为9 W。对列阵的近场和远场进行了测量，激光器垂直发散角和水平发散角半高全宽分别为16.9°和17.6°。

          
        关键词：高峰值功率;808 nm;垂直腔面发射激光器;列阵   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于蛋清栅绝缘层的高性能C60有机场效应晶体管

        杜博群, 程晓曼, 梁晓宇, 樊剑锋, 白摇潇
        2014, 35(9): 1104-1108. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1104
        摘要：采用生物材料（蛋清）作为栅绝缘层制备了基于C60为有源层的有机场效应晶体管。器件展现出了合理的电学特性,场效应迁移率和阈值电压分别为2.59 cm2·V-1·s-1和1.25 V。有机场效应晶体管展现良好性能的原因是蛋清具有较高的介电常数及热退火后形成的光滑表面形貌。实验结果表明,对于制备有机场效应晶体管来说,蛋清是一种有前途的绝缘层材料。

          
        关键词：有机场效应晶体管;栅绝缘层;生物材料;蛋清;C60   
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        更新时间：2020-08-12

      • Tm3+掺杂碲酸盐微结构光纤激光器

        姚传飞, 贾志旭, 王顺宾, 康喆, 赵丹, 秦伟平, 秦冠仕
        2014, 35(9): 1109-1113. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1109
        摘要：以1 560 nm 的掺Er3+石英光纤激光器作为泵浦源，在Tm3+掺杂的碲酸盐微结构光纤中实现了2 μm的激光输出。采用棒管法拉制出了纤芯由6个空气孔包围的微结构光纤，选取了2.8 cm 的微结构光纤，研究了其激光性能，获得了9 mW 波长为1 872 nm 的激光输出，激光的斜效率为6.53%，激光阈值为200 mW。研究结果表明，所制备的Tm3+掺杂碲酸盐微结构光纤可用于制作紧凑型2 μm光纤激光器。

          
        关键词：Tm3+掺杂;碲酸盐玻璃;微结构光纤;光纤激光器   
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        更新时间：2020-08-12

        发光学应用及交叉前沿

      • 不同方程计算药物小分子与蛋白结合常数的比较研究

        郭莹, 刘保生, 李志云, 张丽惠, 吕运开
        2014, 35(9): 1114-1119. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1114
        摘要：在Tris-HCl缓冲溶液（pH=7.4）中，分别研究了莫西沙星、诺氟沙星、氧氟沙星、恩诺沙星、洛美沙星、环丙沙星与牛血清白蛋白的相互作用，利用计算药物小分子与蛋白结合常数的常用方程：Scatchard修正方程、Lineweaver-Burk双倒数方程、双对数方程、修正的Stern-Volmer方程、改进的双对数方程，分别计算了各沙星药物与蛋白的结合常数和结合位点数。对计算结果进行比较，结果表明对于药物与蛋白为1：1的结合反应，除Scatchard修正方程外其他方程的计算结果十分接近，其中改进的双对数方程的计算结果更加合理准确。

          
        关键词：牛血清白蛋白;结合常数;结合位点数;比较研究   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于数字微镜器件的光谱可调谐光源

        李志刚
        2014, 35(9): 1120-1123. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1120
        摘要：以300 W高稳定性氙灯、前置聚光镜、凹面光栅平场单色仪、可编程控制的数字微镜器件（DMD）、后置聚光镜和积分球构建了光谱可调谐光源实验装置，进行了光源光谱辐亮度检测实验，获得了宽带和窄带模式下光源的光谱辐亮度测量结果。所研制的光谱可调谐光源实验装置可根据需要，通过编程控制，输出具有不同光谱分布的光辐射，表明了编程改变光源光谱分布的可操作性。

          
        关键词：可调谐光源;光谱辐亮度;光谱辐射计   
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        更新时间：2020-08-12
      • 刘文涵, 袁荣辉, 滕渊洁
        2014, 35(9): 1124-1130. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1124
        摘要：采用原位电化学表面增强拉曼光谱（EC-SERS）和电化学还原方法，研究了内消旋-2，3-二巯基丁二酸（DMSA）在活化的银电极上的吸附行为。通过模型分子DMSA进行结构优化的密度泛函理论计算，得到了理论拉曼光谱。在相同的DMSA自组装时间条件下，其在Ag电极表面的覆盖度倒数与溶液浓度倒数成线性关系，说明DMSA单分子层在活性Ag表面的化学吸附遵循Langmuir等温吸附模型。在酸性介质中，DMSA浸置自组装50 min后，SERS峰强趋于稳定，达到了该浓度下的动态吸附平衡。EC-SERS信号随施加电位的负移逐渐减弱至基本消失。通过计算探针分子DMSA在不同电位下的增强因子（EF），指出较负电位下存在着还原/脱附作用，使得Ag表面的拉曼活性降低，尤其在小于-0.4 V的还原电位时，增强因子显著减小。

          
        关键词：电化学表面增强拉曼光谱;Langmuir等温吸附;2;3-二巯基丁二酸;银电极;增强因子   
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        更新时间：2020-08-12
      • 李志全, 安东阳, 沙晓鹏, 李文超, 童凯, 王志斌
        2014, 35(9): 1131-1137. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1131
        摘要：设计了一种新型金属-多层绝缘介质-金属表面等离子波导结构，利用时域有限差分法对其传输特性进行数值分析。研究了有效折射率和传播长度与中间多层绝缘介质厚度之间的关系，并分析了金属层的角度对该波导结构中场分布的影响。结果表明：当光波从波导结构上方垂直入射时，电磁场被限制在多层介质中的高折射率区，实现了场的耦合传输。多层绝缘介质的厚度均为220 nm时，正六边形金属层结构对应的波导结构的传输性能较为理想。该结构能够实现亚波长尺度的光限制，可以应用于光电子集成和传感器领域。

          
        关键词：等离子波导;多层介质;传输特性;耦合传输;光电子集成   
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        更新时间：2020-08-12

      • 非均匀光子晶体光纤光栅慢光的研究

        侯尚林, 葛伟青, 刘延君, 王道斌, 雷景丽, 徐永钊
        2014, 35(9): 1138-1142. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1138
        摘要：利用改进的全矢量有效折射率方法结合耦合模理论和传输矩阵法，研究了高斯切趾和线性啁啾对光子晶体光纤光栅群时延的影响。结果表明：随着高斯切趾系数的增大，群时延最大值先增后减，即存在群时延最大的切趾系数。线性啁啾使得光栅群时延产生一段线性良好的区域，而且啁啾系数的绝对值增大时，群时延的线性区域扩大。但是，线性啁啾并不能使光栅在某一波段获得较小的群速度。高斯切趾可以有效调节最大群时延峰的带宽和高度，是一种有效调节光栅群速度的方法。

          
        关键词：光子晶体光纤光栅;高斯切趾;线性啁啾;慢光   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于加速性能退化的LED灯具可靠性评估

        肖承地, 刘春军, 刘卫东, 赵志伟, 刘桂平
        2014, 35(9): 1143-1151. DOI: 10.3788/fgxb20143509.1143
        摘要：提出了一种基于加速性能退化的LED灯具可靠性快速评估方法。以LED灯具的使用寿命评估为目标，设计了温度和电应力的恒定应力加速退化试验及其加速模型，给出了基于性能退化的LED灯具可靠性评估一般流程。以国内某型LED灯管为试验对象，对其可靠性进行了评价：在正常应力水平下，该型LED灯管的寿命评估值为31 571 h。结果表明该方法能够快速、有效地评估LED灯管的可靠性。该方法不仅节省实验时间，而且对LED灯具的可靠性评估及产品质量管理有一定的参考价值。

          
        关键词：LED;加速退化试验;可靠性评估;加速模型   
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        更新时间：2020-08-12
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