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ZEMAX | 如何使用極探測器和 IESNA / EULUMDAT 光源數據
將探測器查看器定義為顯示極探測器數據時,OpticStudio 自動顯示極坐標圖,能夠直觀地查看輻射強度數據。除了以極坐標繪圖標記外,探測器查看器還能夠以極坐標,而不是笛卡爾坐標顯示窗口光標。
進行光線追跡,并比較矩形探測器和極探測器上的輻射強度結果。
兩幅圖中顯示的輻射強度分布基本一致。請注意,極探測器像素實際上是三角形區域,最終組合像素得到大致相同的尺寸。矩形探測器具有面積相等的矩形像素。這種差異會引起能量分布的變化。
當對這兩種類型的探測器進行比較時,以極坐標圖顯示輻射強度的好處是顯而易見的。除了極坐標繪圖標記和極坐標外,極探測器還可以捕獲任何角度(甚至超過90度)的光線,而矩形探測器不能,因為它是平面的。
兩種探測器都沒有收集到從 LED 發出的所有能量。單個平面探測器無法探測到光源發出的90度以上的全部能量,這就是極探測器真正的優勢。在極探測器上可以定義的最大角度為180度,此時探測器變成了完整的球體,理想情況下,所有的能量都應該到達探測器上。在此示例中,來自 PMMA 封裝和反射元件的菲涅耳反射導致一些能量丟失/被吸收。
實體模型圖顯示了球面極探測器和其捕獲發射到實心球體光線的能力。
極坐標圖顯示超過100°時入射能量很少。
將圖進行 log-5 顯示:在180°范圍內有少量的能量。
捕獲發射到 4*pi 球面度的光線的能力使極探測器能夠對任何光源特性進行顯示。現在極探測器中含有關于封裝的 LED 的信息,可以將這些數據導出為 IES 或 LDT 文件。
Led 示例:導出光源
導出光源數據工具用于將存儲在極探測器上的輻射強度數據轉換為 IES 或 LDT 格式。
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注意:極探測器是體光源的參考物體 ( Ref Object ),最大接收角為60°。探測器的頂點距離光源20毫米。
將探測器查看器定義為顯示極探測器數據時,OpticStudio 自動顯示極坐標圖,能夠直觀地查看輻射強度數據。除了以極坐標繪圖標記外,探測器查看器還能夠以極坐標,而不是笛卡爾坐標顯示窗口光標。
進行光線追跡,并比較矩形探測器和極探測器上的輻射強度結果。
兩幅圖中顯示的輻射強度分布基本一致。請注意,極探測器像素實際上是三角形區域,最終組合像素得到大致相同的尺寸。矩形探測器具有面積相等的矩形像素。這種差異會引起能量分布的變化。
當對這兩種類型的探測器進行比較時,以極坐標圖顯示輻射強度的好處是顯而易見的。除了極坐標繪圖標記和極坐標外,極探測器還可以捕獲任何角度(甚至超過90度)的光線,而矩形探測器不能,因為它是平面的。
兩種探測器都沒有收集到從 LED 發出的所有能量。單個平面探測器無法探測到光源發出的90度以上的全部能量,這就是極探測器真正的優勢。在極探測器上可以定義的最大角度為180度,此時探測器變成了完整的球體,理想情況下,所有的能量都應該到達探測器上。在此示例中,來自 PMMA 封裝和反射元件的菲涅耳反射導致一些能量丟失/被吸收。
實體模型圖顯示了球面極探測器和其捕獲發射到實心球體光線的能力。
極坐標圖顯示超過100°時入射能量很少。
將圖進行 log-5 顯示:在180°范圍內有少量的能量。
捕獲發射到 4*pi 球面度的光線的能力使極探測器能夠對任何光源特性進行顯示。現在極探測器中含有關于封裝的 LED 的信息,可以將這些數據導出為 IES 或 LDT 文件。
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探測器的頂點距離光源20毫米。
將探測器查看器定義為顯示極探測器數據時,OpticStudio 自動顯示極坐標圖,能夠直觀地查看輻射強度數據。除了以極坐標繪圖標記外,探測器查看器還能夠以極坐標,而不是笛卡爾坐標顯示窗口光標。
進行光線追跡,并比較矩形探測器和極探測器上的輻射強度結果。
兩幅圖中顯示的輻射強度分布基本一致。請注意,極探測器像素實際上是三角形區域,最終組合像素得到大致相同的尺寸。矩形探測器具有面積相等的矩形像素。這種差異會引起能量分布的變化。
當對這兩種類型的探測器進行比較時,以極坐標圖顯示輻射強度的好處是顯而易見的。除了極坐標繪圖標記和極坐標外,極探測器還可以捕獲任何角度(甚至超過90度)的光線,而矩形探測器不能,因為它是平面的。
兩種探測器都沒有收集到從 LED 發出的所有能量。單個平面探測器無法探測到光源發出的90度以上的全部能量,這就是極探測器真正的優勢。在極探測器上可以定義的最大角度為180度,此時探測器變成了完整的球體,理想情況下,所有的能量都應該到達探測器上。在此示例中,來自 PMMA 封裝和反射元件的菲涅耳反射導致一些能量丟失/被吸收。
實體模型圖顯示了球面極探測器和其捕獲發射到實心球體光線的能力。
極坐標圖顯示超過100°時入射能量很少。
將圖進行 log-5 顯示:在180°范圍內有少量的能量。
捕獲發射到 4*pi 球面度的光線的能力使極探測器能夠對任何光源特性進行顯示。現在極探測器中含有關于封裝的 LED 的信息,可以將這些數據導出為 IES 或 LDT 文件。
Led 示例:導出光源
導出光源數據工具用于將存儲在極探測器上的輻射強度數據轉換為 IES 或 LDT 格式。
展開 Ansys Zemax光學設計軟件技術教程:用于照明設計中的探測器
當我們把分辨率增加到100 x 100會發生什么:
探測100000條光線
(每個像素上有10條光線)
探測1000000條光線
(每個像素上有100條光線)
探測10000000條光線(每個像素上有1000條光線)
信號
10
100
1000
噪聲
SQRT(10) = 3.16
SQRT(100) = 10
SQRT(1000) = 31.6
信噪比%
31.6%
10%
3.16%
此結果表明,對于擁有100 x 100個像素的探測器,要獲得與10 x 10的探測器相同的噪聲水平,需要100倍的光線數量。這個簡單的計算可以用來估計在一定的信噪比下所需要模擬的光線數量。在迭代設計時,最好花“剛好足夠”的時間進行模擬,以便求得更低的光線總數。也可以使用其它方法,如在中間階段使用探測器的平滑參數以得到平均數量的光線。由于平滑能夠有效地減少像素數量,如果您不愿意長時間進行光線追跡,那么最好減少像素的數量,而不是使用帶有平滑參數的高分辨率探測器。
關于探測器的實用文章
在現有的知識庫文章中有一些探測器的使用示例。
如何使用極探測器和 IESNA/EULUMDAT光源數據
雖然本文主要演示了如何創建IESNA/EULUMDAT格式的光源文件,但介紹性部分也介紹了如何使用極探測器生成光源文件。這篇文章對于想要使用極探測器來創建光源的用戶來說是很好的資源。
用于創建光源的極探測器是一種通過光線追跡創建固定光線數據集的方法。
展開 
ZEMAX | 用于照明設計中的探測器
本課程介紹了照明系統中的探測器,并起著信息中心的作用。本文是照明系統基礎學習路徑的一部分。在本課中,我們將介紹照明系統中各種各樣的探測器以及這些探測器的使用方法。探測器是照明系統的終點,可以說是獲取之前所做的所有工作成果的地方。
引言:探測器的功能是什么
OpticStudio中有六種不同類型的探測器。所有的探測器都可以顯示輻射度學單位--
瓦(Watts),或者光度學單位--
流明(Lumens),這與在
《
ZEMAX | 照明設計的性能指標
》 一文中對單位的討論非常相似。探測器可以用來評價我們正在構建的照明系統,就像人眼觀察那樣去測量平面的均勻性、表面的顏色屬性、光源的角譜強度。
對來自
光源
的非序列光線追跡以產生任意分析結果。探測器在創建時是空的,即每個像素/體像素中的初始數據是0。然后,探測器基于追跡分析的光線積累能量,直到探測器被清除。此外,探測器上獲得的數據可以用于優化,我們可以基于單個像素的數據進行優化,或者基于探測器上的平均數據進行優化。
正如光源是照明設計的開始,探測器是將設計過程整合為可量化的結果,這些結果對于設計的分析和改進都是有用的。
不同的探測器
顏色探測器(
Detector Color
):擁有任意數量像素的平面矩形探測器。此探測器可以記錄并顯示由三刺激值定義的非相干照明數據。此外,該探測器還可以準確地記錄和顯示照明的顏色。這種探測器是知識庫示例和應用中比較常用的探測器類型之一。
極探測器(Detector Polar):球面的一部分或完整的球面,用來收集角分布(遠場)強度數據。可以將通過此檢測器收集的數據導出到光源數據文件,如IESNA和EULUMDAT。
展開 Ansys Zemax | 如何將光線追跡結果導出為IES格式
要直接生成IES數據,只需使用極探測器(Polar Detector ) 探測光線,然后在非序列元件編輯器(Non-Sequential Component Editor)的“工具(Tools)”菜單下使用“導出極探測器數據作為光源文件(Export Polar Detector Data as Source File)”。有關詳細信息,請參閱文章 "如何使用極探測器和IESNA/EULUMDAT光源數據"。
在OpticStudio中可以將光線數據庫中的光線保存為 . SDF文件格式(光譜數據格式),該格式包含光線擊中特定物體上一點的所有光線數據。該數據集可以簡化為IES文件,通過點擊:庫(Libraries) > IES光源模型(IES Source Models) >將光源文件轉換為IES(Convert Source File to IES),使用轉換光源文件(Convert Source File)將其轉換為IES格式。
通常會在退出系統時保存光線,然后將該光線集轉換為IES文件提供給客戶。在這兩種情況下,都“分離”了與光源相關的空間數據,只顯示了遠場結構。
本文將重點介紹IES文件生成的第二種方法。
生成 SDF
本文附件中包含LED模型的示例文件,該模型包括對LED光源的簡單描述(使用體光源(Source Volume)、矩形物體(Rectangle object)),以及表示物理結構(接觸線、電極、模具和外殼)的幾何物體,這些物理結構將包含在LED封裝中。
要生成代表該光源模型的光譜顏色文件,需要將1000萬束光線追跡到位于光源附近的矩形探測器(Detector Rectangle)物體上。在光線追跡期間,還應該選擇保存光線(Save Rays)選項。
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要直接生成IES數據,只需使用極探測器(Polar Detector ) 探測光線,然后在非序列元件編輯器(Non-Sequential Component Editor)的“工具(Tools)”菜單下使用“導出極探測器數據作為光源文件(Export Polar Detector Data as Source File)”。有關詳細信息,請參閱文章“Ansys Zemax | 如何使用極探測器和 IESNA / EULUMDAT 光源數據”
在OpticStudio中可以將光線數據庫中的光線保存為 . SDF文件格式(光譜數據格式),該格式包含光線擊中特定物體上一點的所有光線數據。該數據集可以簡化為IES文件,通過點擊:庫(Libraries) > IES光源模型(IES Source Models) >將光源文件轉換為IES(Convert Source File to IES),使用轉換光源文件(Convert Source File)將其轉換為IES格式。
通常會在退出系統時保存光線,然后將該光線集轉換為IES文件提供給客戶。在這兩種情況下,都“分離”了與光源相關的空間數據,只顯示了遠場結構。
本文將重點介紹IES文件生成的第二種方法。
生成 SDF
本文附件中包含LED模型的示例文件,該模型包括對LED光源的簡單描述(使用體光源(Source Volume)、矩形物體(Rectangle object)),以及表示物理結構(接觸線、電極、模具和外殼)的幾何物體,這些物理結構將包含在LED封裝中。
要生成代表該光源模型的光譜顏色文件,需要將1000萬束光線追跡到位于光源附近的矩形探測器(Detector Rectangle)物體上。
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測量是在測角儀上的探測器上進行的,測量光源的方位角和極角 。之后可將該模型導入并用于照明仿真中。一方面,測量是準確的,與它們在系統中應有的情況相符。另一方面,這些模型不考慮再次入射的光,它們的數據受限于收集的測量范圍,并不是所有的光源都能被測量且可供訪問,這可能導致只能一次性測量并且成本很高。
系統模型:這是幾何模型和輻射模型的結合,利用了兩種系統的優點,消除了每個模型的缺點。該模型的缺點是,這兩個系統的集成并不簡單。
物理輻射:光致發光是某些具有旋光性的分子吸收、向下轉換和重新發射較長波長的光的趨勢。在OpticStudio中,可以通過吸收、發射和量子光譜數據來模擬這種現象,這些數據以文本文件的形式提供。該光致發光模型可以選擇性地與Mie體散射模型配對,以便對嵌入在散射主體中的光致發光材料進行建模。另外,有關磷光粉和熒光的討論可以在設置選項卡(The Setup Tab)->編輯器組(Editors Group)(設置選項卡Setup Tab)->非序列組件編輯器(Non-sequential Component Editor)->體散射(Volume Physics)->磷光和熒光(Phosphors & Fluorescence)的幫助文件或PDF幫助文檔:OpticStudio_UserManual_en.pdf中查看。
點光源
有些光源與光學系統相比很小,可以簡化為點光源進行更直接的計算,甚至可以在序列模式中進行模擬。
例如一些小的LED、大多數單模激光二極管(LDs)和一些多模激光二極管均擁有很小的表面積,這些光源可以被看作一個點。
如果光源可以減少到一個點,那么許多計算就會更直接,并且在優化和光線追跡模擬方面涉及的計算機能力需求也會更少。
展開 SPEOS 與 Zemax 光源文件轉換器
在執行文件之前,請確保您已經將光源文件的路徑進行了對應修改:
如需要,修改 theZemaxSpectrumPath 至電腦內光源文件對應的路徑:
如果您傾向于在圖形用戶界面中選擇文件,您可以將后續三行的代碼取消 “注釋” 設置:
后續,點擊運行模塊:
在文章附件中,我們提供了后續使用的光源文件,用于介紹如何使用對應轉換器,文件為:
rayfile_LCB_G6SP_100K_20210701_Zemax.dat.
注意,通過 .DAT 的文件尾綴可以了解到該文件為單色光源文件,我們也支持 .SDF 文件的轉換。
在轉換過程中,將輸出一些重要的信息。轉換后得到的文件將保存至原光源文件相同的路徑當中。
2.2 Zemax 中的角向和位置分布結果
為了驗證光源文件轉換前后的一致性,我們將光源文件載入了 Zemax OpticStudio 后進行了光線追跡。
光源文件位于:\Document\Zemax\Objects\Sources\Source 文件夾,如此可以直接從光源文件列表中進行選擇。
下圖為光源文件和光源類型的選擇:
我們創建了一個極探測器 (Detector Polar) 用于觀察角向分布情況。最大的角度為 180 度,并且徑向和角向像素數量設置為 180。
同樣也創建了一個矩形探測器 (Detector Rectangle),參數為 Z = 1mm、X Half Width = Y Half Width = 10 mm 以及 #X Pixel = #Y Pixel = 100。也將使得我們可以在 1mm 之外查看光源發出的光斑情況。
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在執行文件之前,請確保您已經將光源文件的路徑進行了對應修改:
如需要,修改 theZemaxSpectrumPath 至電腦內光源文件對應的路徑:
如果您傾向于在圖形用戶界面中選擇文件,您可以將后續三行的代碼取消 “注釋” 設置:
后續,點擊運行模塊:
在文章附件中,我們提供了后續使用的光源文件,用于介紹如何使用對應轉換器,文件為:
rayfile_LCB_G6SP_100K_20210701_Zemax.dat.
注意,通過 .DAT 的文件尾綴可以了解到該文件為單色光源文件,我們也支持 .SDF 文件的轉換。
在轉換過程中,將輸出一些重要的信息。轉換后得到的文件將保存至原光源文件相同的路徑當中。
2.2 Zemax 中的角向和位置分布結果
為了驗證光源文件轉換前后的一致性,我們將光源文件載入了 Zemax OpticStudio 后進行了光線追跡。
光源文件位于:\Document\Zemax\Objects\Sources\Source 文件夾,如此可以直接從光源文件列表中進行選擇。
下圖為光源文件和光源類型的選擇:
我們創建了一個極探測器 (Detector Polar) 用于觀察角向分布情況。最大的角度為 180 度,并且徑向和角向像素數量設置為 180。
同樣也創建了一個矩形探測器 (Detector Rectangle),參數為 Z = 1mm、X Half Width = Y Half Width = 10 mm 以及 #X Pixel = #Y Pixel = 100。也將使得我們可以在 1mm 之外查看光源發出的光斑情況。
展開 ZEMAX軟件技術應用教程專題:用于照明設計中的光源
測量是在測角儀上的探測器上進行的,測量光源的方位角和極角 。之后可將該模型導入并用于照明仿真中。一方面,測量是準確的,與它們在系統中應有的情況相符。另一方面,這些模型不考慮再次入射的光,它們的數據受限于收集的測量范圍,并不是所有的光源都能被測量且可供訪問,這可能導致只能一次性測量并且成本很高。
系統模型:這是幾何模型和輻射模型的結合,利用了兩種系統的優點,消除了每個模型的缺點。該模型的缺點是,這兩個系統的集成并不簡單。
物理輻射:光致發光是某些具有旋光性的分子吸收、向下轉換和重新發射較長波長的光的趨勢。在OpticStudio中,可以通過吸收、發射和量子光譜數據來模擬這種現象,這些數據以文本文件的形式提供。該光致發光模型可以選擇性地與Mie體散射模型配對,以便對嵌入在散射主體中的光致發光材料進行建模。可以點擊此處查看一篇關于光致發光的文章 。另外,有關磷光粉和熒光的討論可以在設置選項卡(The Setup Tab)->編輯器組(Editors Group)(設置選項卡Setup Tab)->非序列組件編輯器(Non-sequential Component Editor)->體散射(Volume Physics)->磷光和熒光(Phosphors & Fluorescence)的幫助文件或PDF幫助文檔:OpticStudio_UserManual_en.pdf中查看。
點光源
有些光源與光學系統相比很小,可以簡化為點光源進行更直接的計算,甚至可以在序列模式中進行模擬。
例如一些小的LED、大多數單模激光二極管(LDs)和一些多模激光二極管均擁有很小的表面積,這些光源可以被看作一個點。
如果光源可以減少到一個點,那么許多計算就會更直接,并且在優化和光線追跡模擬方面涉及的計算機能力需求也會更少。
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Ansys Zemax | 如何使用 OpticStudio 非序列優化向導
注意,它只支持矩形和顏色探測器的空間數據,并且只支持極坐標探測器的角度數據,除此之外的其他任何探測器都不支持。當該功能被啟用時,窗口將自動更新,以顯示特定探測器的有效標準。可以聯系工作人員了解有關 LT 和采樣設置的更多信息。
所有其他常規的光線追跡設置都與原光線追跡設置的選項相同。
“標準設置 (Criteria Settings)”定義了評價函數的計算目標。下拉對話框中顯示的可用標準基于指定的探測器。邊界條件可以通過“邊界”下拉菜單選擇,然后在文本框中可以定義評價目標(不管是閾值還是確切目標)。此外“最小光通量 (Minimum Flux)”也應當設置,這對于避免優化時出現沒有光線入射到探測器的方案是十分必要的。如果在探測器上沒有光線的情況下仍有機會達到最小光通量目標,那么這個值應該設置為非零值,不然優化向導在生成評價函數時將忽略這個評價標準。
優化向導支持點擊應用 (Apply) 按鈕創建動態評價函數。按下后,OpticStudio會基于當前定義的設置添加操作數,但對話框仍然保持打開狀態,等待添加其他條件。點擊應用 (Apply) 后,“清除數據”和“光線追跡”部分默認是停用的。通常,這些設置只在評價函數的開始時定義一次。但是如果有需要,它們也可以被重新激活。此外,“起始行”值將被更新為當前評價函數末尾的行數,這樣添加新操作數時將不會覆蓋任何當前定義的操作數。如果只需要添加一次操作數,點擊確認 (OK) 按鈕后系統將在添加完必要的操作數后關閉對話框。
投影儀示例
為了演示該功能的工作方式,請打開以下文件:
“{Zemax}\Samples\Non-sequential\Miscellaneous\Digital_projector_flys_eye_homogenizer.zmx.”。
展開 Ansys Zemax | 如何使用 OpticStudio 非序列優化向導
探測器對話框中只會顯示矩形探測器和顏色探測器,因為它們是該功能支持的僅有探測器類型。輸入文件可以是位于 “{Zemax}\IMAFiles”目錄中的任何 BMP、JPG 或 PNG 文件。該輸入圖像定義了光通量和顏色的相對分布,但它沒有定義絕對光通量。總光通量設置允許目標縮放以獲得一定的總光通量,同時保留在圖像中定義的相對分布。如果選擇了顏色探測器,顏色目標設置將啟用。
預覽顯示了在探測器上的目標分布中定義的設置具體看起來如何。如果圖像分辨率與探測器分辨率不同,圖像將被重新采樣到探測器的大小。請注意,低分辨率探測器可能會出現混疊,也可能只在對話框中顯示圖像。在上面的對話框中,一個306 x 306的位圖被向下采樣到一個50 x 50的探測器。或者您可以選擇重新取樣探測器。通過激活“重采樣探測器 (Resample Detector)”,探測器上的像素數將被改變以匹配位圖中的像素數。
預覽還顯示是否選擇了彩色目標,或者目標是否簡單地聚焦于每個像素的光通量(灰度)。預覽是一種快速而強大的功能,可以根據已定義的設置可視化所需的目標。
該工具還可以在不關閉對話框的情況下添加操作數。請注意,在使用位圖向導時,通常會添加大量操作數。對于灰度目標,探測器上的每個像素都需要添加一個操作數。對于一個顏色目標,探測器上的每個像素也都要添加三個操作數。即使是中等大小的圖像文件也需要一段時間才能將目標添加到評價函數中。一個306 x 306探測器需要93,636個用于灰度的操作數,280,908個用于顏色的操作數。建議使用可以準確地表示所需的光通量/顏色分布的最低分辨率圖像。
當單擊確認 (OK)或應用 (Apply) 時,OpticStudio 將在窗口頂部給出一個進度指示器。
展開 如何使用 OpticStudio 非序列優化向導
探測器對話框中只會顯示矩形探測器和顏色探測器,因為它們是該功能支持的僅有探測器類型。輸入文件可以是位于 “{Zemax}\IMAFiles”目錄中的任何 BMP、JPG 或 PNG 文件。該輸入圖像定義了光通量和顏色的相對分布,但它沒有定義絕對光通量。總光通量設置允許目標縮放以獲得一定的總光通量,同時保留在圖像中定義的相對分布。如果選擇了顏色探測器,顏色目標設置將啟用。
預覽顯示了在探測器上的目標分布中定義的設置具體看起來如何。如果圖像分辨率與探測器分辨率不同,圖像將被重新采樣到探測器的大小。請注意,低分辨率探測器可能會出現混疊,也可能只在對話框中顯示圖像。在上面的對話框中,一個306 x 306的位圖被向下采樣到一個50 x 50的探測器。或者您可以選擇重新取樣探測器。通過激活“重采樣探測器 (Resample Detector)”,探測器上的像素數將被改變以匹配位圖中的像素數。
預覽還顯示是否選擇了彩色目標,或者目標是否簡單地聚焦于每個像素的光通量(灰度)。預覽是一種快速而強大的功能,可以根據已定義的設置可視化所需的目標。
該工具還可以在不關閉對話框的情況下添加操作數。請注意,在使用位圖向導時,通常會添加大量操作數。對于灰度目標,探測器上的每個像素都需要添加一個操作數。對于一個顏色目標,探測器上的每個像素也都要添加三個操作數。即使是中等大小的圖像文件也需要一段時間才能將目標添加到評價函數中。一個306 x 306探測器需要93,636個用于灰度的操作數,280,908個用于顏色的操作數。建議使用可以準確地表示所需的光通量/顏色分布的最低分辨率圖像。
當單擊
確認
(OK)或
應用
(Apply) 時,OpticStudio 將在窗口頂部給出一個進度指示器。
展開 . : CsPbBr3薄膜限域生長及其在高性能光電探測器中的應用
基于上述CsPbBr3薄膜的光電探測器在所有測試指標中均表現出色。特別的,實現了高達216 A·W-1的高響應度和超短響應時間(<5 μs),相比所有CsPbBr3基光電探測器更好。還實現了7.55×1013檢測限以及-3 dB時帶寬3.1×105 Hz的記錄。該工作為高品質全無機鹵素鈣鈦礦多晶薄膜打開了大門,可將其擴展應用于更多光電器件,包括太陽能電池、光電極和射線探測器。
【圖文簡介】
圖1 CsPbBr3薄膜的制備及其形貌
a) CsPbBr3薄膜的傳統制備過程示意圖;
b) CsPbBr3薄膜的限域制備過程示意圖;
c) CsPbBr3 IO(inverse opal,反蛋白石)薄膜的大區域頂視SEM圖像。
圖2 傳統CsPbBr3薄膜和CsPbBr3 IO薄膜的結構、電子性能比較
a) XRD圖譜;
b) 室溫下、石英基底上的PL光譜;
c) 黑暗下以及442 nm激光照射下的對數I–V曲線;
d) 偏壓1 V時的靈敏度光譜。
圖3 前驅體比例調控對結構、光學及電子性質的影響
a) XRD圖譜;
b) PL衰減曲線,內插為PL光譜;
c) 石英基底上四種PbBr2:CsBr比例(0.8, 1.0, 1.2, 1.4)的CsPbBr3 IO薄膜的吸收光譜及相應的Urbach能(內插);
d) CsPbBr3 IO薄膜缺陷態密度和載流子遷移率隨PbBr2:CsBr比例的變化。
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