[发明专利]用于低维量子结构的光电测量装置

说明书

本发明提供了一种用于低维量子结构的光电测量装置，包括：光源，其用于发射连续光谱；在所述光源和低维量子结构之间的光路上依次布置的第一单色仪和第一光学会聚装置，所述第一单色仪用于从所述连续光谱中分离出单色光，所述第一光学会聚装置用于会聚所述单色光；第二光学会聚装置，其用于会聚所述低维量子结构激发的荧光；第二单色仪，其用于接收经所述第二光学会聚装置会聚的荧光；光电倍增管，其用于将所述第二单色仪分离的荧光转换成对应的电信号；以及电流测量装置，其用于测量所述低维量子结构中的光电流。本发明的光电测量装置能同时测量低维量子结构在不同波长激发光激发下的荧光强度和光电流。

技术领域

本发明涉及光电子领域，具体涉及一种用于低维量子结构的光电测量装置。

背景技术

低维量子结构包括多量子阱、量子点等具有量子化能级的结构。多量子阱、量子点等结构是当前限制载流子的主要结构，如发光二极管(LED)广泛地采用多量子阱结构提高发光效率。LED作为新一代光源以其便携性、低能耗、高转换效率、超长寿命等优点被广泛应用于显示、信号指示、固态照明等应用领域。AlGaInP主要用于制作红光LED，InGaN主要用于制作蓝光LED。采用波长为405纳米、功率为50毫瓦的激光激发InGaN基LED，用导线将其P极和N极短路，导线中存在毫安级的光电流，而且LED短路下测量的荧光强度约为LED开路下测量的荧光强度的5％。相似的现象同样存在GaAs量子阱和量子点pn结构中。这一载流子大量逃逸的现象表明低维量子限制理论模型与实验现象之间存在矛盾。

为了能够深入地理解或解释低维量子结构中载流子的输运机理，需要一套光电装置以研究多量子阱、量子点等低维量子结构中载流子输运在不同激发光下的变化规律。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种用于低维量子结构的光电测量装置，包括：

光源，其用于发射连续光谱；

在所述光源和低维量子结构之间的光路上依次布置的第一单色仪和第一光学会聚装置，所述第一单色仪用于从所述连续光谱中分离出单色光，所述第一光学会聚装置用于会聚所述单色光；

第二光学会聚装置，其用于会聚所述低维量子结构激发的荧光；

第二单色仪，其用于接收经所述第二光学会聚装置会聚的荧光；

光电倍增管，其用于将所述第二单色仪分离的荧光转换成对应的电信号；

电流测量装置，其用于测量所述低维量子结构中的光电流。

优选的，所述光电测量装置还包括设置在所述第一单色仪和第一光学会聚装置之间的第三光学会聚装置。

优选的，所述第三光学会聚装置的焦点与所述第一单色仪的出射小孔重合。

优选的，所述光电测量装置还包括设置在所述低维量子结构和所述第二光学会聚装置之间的第四光学会聚装置。

优选的，所述第四光学会聚装置与所述低维量子结构相对设置，且其光轴垂直于所述低维量子结构。

优选的，所述第四光学会聚装置的焦点位于所述低维量子结构的表面。

优选的，所述第一至第四光学会聚装置为凸透镜。

优选的，所述光电测量装置还包括：

设置在所述第一单色仪和所述低维量子结构之间的光路上的光学斩波器，以及

通过同轴电缆与所述光电倍增管的输出端连接的锁相放大器。

优选的，所述低维量子结构位于所述第一光学会聚装置的焦点处。

优选的，所述第二光学会聚装置的焦点与所述第二单色仪的入射小孔重合。