变条件集成红外调制光致发光谱实验系统

光致发光( PL)光谱广泛应用于宽禁带半导体光学性质与物理过程研究，极大增进对材料、物理的认识。在红外(>4微米)区域，由于室温背景辐射的压制效应，弱PL信号无法可靠检测。国际上曾先后提出基于快速扫描傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪的相敏激发、检测PL光谱方法，但是由于机理局限，没能有效解决问题。导致重要红外半导体材料PL特性及其物理过程至今未能得到系统研究。.本项目基于新近发展的新型红外调制PL光谱专利技术，提出在新一代FTIR光谱仪上实施途径，解决妨碍变条件测试的诸多限制，建成具有国际先进水平的多可变条件组合实用化红外调制PL光谱实验系统，将可靠测量范围覆盖中波和长波这二个在红外物理学研究和国家红外探测技术需求中极为重要的红外波段，显著提高探测灵敏度、增强谱分辨率和信噪比、缩短实验时间。据此为红外物理国家重点实验室学科发展提供有力技术保障，为我国红外半导体材料器件物理研究提供有效途径。

光致发光( PL)光谱广泛应用于宽禁带半导体光学性质与物理过程研究，极大增进对材料、物理的认识。在红外(>4 微米)区域，由于室温背景辐射的压制效应，弱PL 信号无法可靠检测。上世纪80年代国际上曾先后提出基于快速扫描傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪的相敏激发/相敏检测双调制PL光谱方法[1]，并在最近2年得到进一步发展[2]，但是由于机理局限，没能有效解决瓶颈性难题[3]。导致重要红外半导体材料PL 特性及其物理过程未能得到系统研究。..本项目基于新近发展的新型红外调制 PL 光谱专利技术[3,4]，提出了在新一代FTIR 光谱仪上实施途径[3-5]，解决了妨碍变条件测试的诸多限制，建成了可变温度（3-300K）、激发能量（458nm，488nm，515nm，647nm，1064nm）、激发功率（最大变化范围可达0.5-1000mW）等多可变条件组合实用化宽波段（0.58-20m）红外调制PL光谱实验系统，将有效测量范围可靠地覆盖中波和长波这二个在红外物理学研究和国家红外探测技术需求中极为重要的红外波段，显著提高探测灵敏度、增强背景干扰抑制能力，谱分辨率和信噪比、缩短实验时间。实验方法显著优于上世纪80年代双调制及其近2年的最新发展结果，实际应用效果也明显优于近年国际相关文献报道水平。据此为红外物理国家重点实验室学科发展提供了有效新途径，并被作为代表性成果在国家重点实验室评估中发挥了积极作用。开始在国内外相关研究领域形成积极影响。.[1] A. Reisinger et al, Rev Sci Instrum 60, 82 (1989). F. Fuchs et al, Phys Rev Lett 67, 1310 (1991)..[2] B. Ullrich et al, RSI83, 016105 (2012). Y. Zhang et al, RSI83, 053106 (2012)..[3] J. Shao et al., RSI77, 063104 (2006)..[4] 邵军等, 国家发明专利 [ZL200610023133.6; ZL 200610023426.4].[5] J. Shao et al, Appl Phys Lett. 96, 121915 (2010); J. Appl. Phys. 112, 063512 (2012).