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光学工程重庆市高校重点实验室简介

作者:物电学院  发布时间:2013-06-19 13:11:55 来源: 实时显示点击数:214

 

光学工程实验室始建于1990年,2001年被重庆师范大学列为校级重点实验室,20048月被重庆市教委批准立项建设重庆市高校市级重点实验室,200612月通过市教委的验收。目前,实验室面积1350余平米,科研仪器设备总值1200多万元,基本能满足科研和教学要求。

总体定位和目标:追踪光电技术领域及其相关领域的前沿和热点,针对重庆市科研和光电新兴产业发展需求,开展光电技术及其相关领域的应用基础研究,提升解决科技发展中亟待解决的关键科学和技术的能力;在激光器件、光信息处理、光电材料及应用领域,为国家和重庆市的科技发展和经济建设承担一批高水平的科研项目,取得一批高质量的具有自主创新的科研成果;将实验室建设成特色鲜明、具备良好运行机制的开放式合作研究平台和具有培养博士研究生能力的人才培养基地。

主要研究方向

经过长期发展和凝炼,已形成四个富有特色的研究方向,分别为:激光器单元器件及其应用;光电检测与信息处理技术;光伏技术与系统;光电材料及其应用

方向一:激光器单元器件及其应用

本研究方向主要从事与新型大功率激光器和开发激光应用有关的工艺、技术和器件的研究。

在取得了“二极管泵浦固体激光器(MCC)”、“微沟道冷却封装 “高功率激光二极管的微沟道冷却封装组件”、“千瓦级激光二极管面阵”等国内首创性研究工作的基础上,近几年来又进行了“半导体激光的光束整形器件研制”、“微米级固体激光直写机”、“紫外脉冲激光刻写布拉格光纤光栅的实验研究”和“基于自聚焦透镜的光弹调制器研究”等研究工作,开发了以全固态激光器为基础的激光打标机和划片机,并付诸应用。目前正在进行用于半导体激光器列阵的微蒸发冷却系统、光纤激光器和垂直端面发射半导体激光器(EXCELE)的研制,后者已达到的技术指标处于国内领先地位。

方向二:光电检测与信息处理技术方向

将信息处理技术与光学技术、电子技术、信号处理技术、计算机技术、控制技术相结合,实现对各种量的测量。同时密切结合光电传感技术、信息技术、生物医疗影像技术及光谱分析与应用的科学技术前沿需求,开展光电检测与信息处理科学及工程关键技术研究,形成了以精密、超精密干涉测量技术与仪器装备研究、光谱分析技术及其应用研究以及自动化综合测试与控制研究为主要特色的科研方向。在光学相干层析成像技术、光声成像技术、表面增强拉曼分析技术、基于正弦相位调制的纳米精度干涉测量技术、偏振干涉测量技术、超声与彩色显微技术、光电检测与现代传感技术、测试信号与信息处理等研究方向上进行了创新性研究。

与无锡渝跃科技有限公司合作开发的三维高分辨率频域光学相干层析成像(OCT)系统实现了在体成像优于5um的轴向分辨率,而国外商用OCT的轴向分辨率为5-10um,为频域光学相干层析成像系统用于临床打下了坚实的基础。采用滤纸、玻璃等材料开发的表面增强拉曼基底实现了优于国外商用产品100倍以上的增强效应,而成本只有国外产品的几百分之一,因此具有很好的科学意义与产业化前景。提出利用双频带光学相干层析成像技术检测视网膜神经纤维层对不同波长光谱的反射率的变化,诊断早期青光眼,该技术有望实现青光眼的早期预防。基于OCT与光声成像技术的多模式成像技术,有利于对早期小于毫米量级的癌变肿块检测。

方向三: 光伏技术与系统方向

本方向以硅基光伏电池为基础利用宽光谱半导体材料设计研制新结构、全光谱、高效率多结叠层聚光薄膜电池,采用低维结构、量子隧道结和宽带隙背表面场等新技术提高光电转换效率,实现宽光谱高倍高效聚光光伏电池。同时以高效聚光光伏电池为核心针对太阳能资源相对贫乏地区研究开发规模化聚光光伏发电系统,提高太阳能辐射的能流密度和光伏电池的输出功率,降低光伏发电系统成本,实现光伏发电由替补能源向替代能源跨越。

基于非晶硅薄膜电池的工艺技术利用PECVD制备宽光谱非晶态氮化物叠层薄膜光伏电池。在多种廉价衬底上,采用低温制备技术沉积非晶态宽光谱GaN半导体薄膜光伏器件;实现宽光谱半导体材料与器件制备同时完成。从光伏发电系统考虑研究常规晶体硅太阳电池在聚光条件下的输出特性,针对太阳能资源缺乏低度利用聚光器提高入射到光伏电池表面的太阳辐射能流密度;通过改进现有的制造工艺、设计新的电池结构、开发新颖电池材料等来降低成本,提高光电转换效率。在全光谱半导体薄膜材料InGaN 制备和光学性质研究方面具有较好的研究基础,特别是低温生长微晶态宽光谱氮化物叠层薄膜光伏电池和宽光谱半导体薄膜光响应动力学研究方面取得了多项研究成果。开展横向联合与企业合作建立了产学研联合体,解决了高效光伏和半导体照明领域、相关新材料和一些关键技术难题。将光伏电源系统和LED照明光源技术应用到现代农业领域,开发出智能化太阳能宽谱LED杀虫灯,初步实现产业化生产,部分替代了现有化学方法杀虫,降低化学农药的污染,保证食品安全,维护生态环境。

方向四:光电材料及其应用方向

本研究方向主要致力于研究和探索具有优良的电学、磁学和光学功能,能完成光电相互转化,主要用来制造各种光电子器件而被广泛应用于光电子技术等高科技领域的高新技术材料。其研究领域包括半导体薄膜材料、磁光功能材料、发光材料和纳米材料及与光、电、磁特性有关的材料。

在探索制备高质量的pZnO薄膜和GaN薄膜的基础上,深入研究ZnO薄膜p型掺杂和GaN薄膜的光电特性,探索ZnO:In-N薄膜制备方法和p型转变机理,为新型功能材料进一步在光电子器件上的开发与应用奠定基础。开展纳米光电转换材料基于铝膜腔体内的制备研究,以及其在太阳能转换与存储等方面的应用研究,并研究了纳米材料微结构对光电转换效率的影响。对全固体无机电解质薄膜锂离子充电电池的构造、成膜法、充放电特性、耐候性等问题进行了深入探索。针对有机电致发光器件(OLED)的器件“寿命”等关键技术问题,开展在低电流密度下运行的高效率、长寿命叠层(Tandem)有机电致发光器件的探索。开展磁性驱动和传感材料、金属玻璃材料等新型功能材料的开发、制备、物性研究和电子结构性质,以及磁、光、热、力学性质的研究。一些研究成果具有国内领先、国际先进水平。

 

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