عنوان

مبدل‌های طول موج مادون قرمز میانی به باند مرئی

Number

پ۲۵۵۳۷

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مبدل‌های طول موج مادون قرمز میانی به باند مرئی

First Statement of Responsibility

آیتک مطمئن

Name of Publisher, Distributor, etc.

پردیس دانشگاه تبریز

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۰

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۳۷ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

برق-الکترونیک طراحی مدارات مجتمع نوری

Date of degree

۱۴۰۰/۰۶/۳۰

Text of Note

دستگاه مبدل هایبریدی از تجمیع یک آشکارساز نوری و یک دیود گسیل کننده نور آلی (OLED) ساخته شده¬اند. با بایاس مستقیم OLED، سیگنال آشکارشده توسط آشکارسازنوری به OLED ارسال می¬شود، در نتیجه باعث افزایش انتشار در طول موج کوتاه¬تر و در نتیجه دستیابی به مبدل نوری می¬شود. در قسمت اول این رساله، ما یک مدار مجتمع نوری برای تبدیل نور مادون قرمز میانی به نور مرئی را شبیه سازی و بررسی کرده-ایم. قبل از این که قطعات مبدل برای کاربردهای عملی مورد استفاده قرار گیرند، بایستی عملکرد قطعه، به عنوان مثال بازده کوانتومی خروجی، مشخصه جریان-ولتاژ قطعات و توان نورخروجی بهبود یابد. اولین دستگاه مبدل هایبریدی پیشنهادی شامل یک لایه نازک از نقاط کوانتومی PbSe بعنوان آشکارسازنوری روی بیس ترانزیستور دو قطبی NPN و یک OLED فسفورسنت دوپینگ شده است، که با همدیگر تجمیع شده¬اند. نور مادون قرمز ورودی توسط آشکارسازنوری مبتنی بر نقاط کوانتومی به جریان الکتریکی تبدیل می¬شود، سپس جریان الکتریکی توسط ترانزیستور NPN تقویت شده و در نهایت، جریان تقویت شده توسط کلکتور ترانزیستور به OLED هدایت می¬شود. آشکارسازنوری مبتنی بر نقاط کوانتومی برای طول موج مادون قرمز μm3 و OLED برای طول موج nm523 طراحی شده¬اند. بازده کوانتومی خروجی برای ساختار پیشنهادی برای تبدیل طول موج مادون قرمز میانی μm3 به nm523 ،560 می¬باشد. در قسمت دوم رساله، یک دستگاه مبدل بازده بالا برای تبدیل طول موج¬های تابشی مادون قرمز میانی به سه طول موج قابل روئیت را بررسی کرده¬ایم. این مبدل شامل آشکارسازهای نوری با سه لایه نازک از نانوکریستال¬های ناخالص شده از نوع PbSe و CdSe و CdTe است، که سه طول موج مختلف 3 و 3/4 و μm3/5 را آشکار می¬کنند و همانند ساختار قبلی روی بیس ترانزیستور NPN قرار گرفته¬اند، همچنین از سه OLED برای گسیل سه رنگ با طول موج¬های مختلف 450 ، 550 و nm620 روی کلکتور ترانزیستور تعبیه شده¬اند. در اینجا به تجزیه و تحلیل فرکانسی آشکارسازهای مبتنی بر نقاط کوانتومی پرداخته¬ایم. ابتدا معادلات نرخ آشکارسازهای سه طول¬موجه برای محاسبه جریان¬های نوری دستگاه حل شده و واکنش دستگاه به فرکانس¬های مختلف سیگنال¬های نور ورودی تجزیه تحلیل می¬شود. سیگنال نور ورودی مادون قرمز میانی با پهنای باند 4 ، 6/0 GHz 4 به ترتیب به پهنای باند نور خروجی قابل روئیت 425/0 ، 52/0 و THz37/0 تبدیل می¬شود. نتایج نشان می¬دهد که بازده کوانتومی خروجی ساختار برای سه طول موج مختلف 3 و 3/4 و μm3/5 به ترتیب 240، 560 و 160 می¬باشد. همچنین می¬توان با افزایش گین جریان ترانزیستور (β) بازده تبدیل قطعات پیشنهادی را افزایش داد.

Text of Note

The hybrid upconverter is made of an integration of photodetector and an organic light emitting diode (OLED). With direct OLED bias, the signal detected by the photodetector is sent to the OLED, thus increasing the propagation at shorter wavelengths and thus achieving an optical upconverter.In the first part of this treatise, we have introduced and investigated an integrated optoelectronic chip for the upconversion of mid-infrared to visible light. Before the upconverter components can be used for practical applications, the performance of the component must be improved, for example, the output quantum efficiency, the current-voltage characteristic of the components and the output light power. The first proposed hybrid converter includes a thin layer of the nanocrystalline photoconductive PbSe is put on the Base of the NPN bipolar junction transistor and a doped phosphorescence organic light emitting diode is placed on the Collector contacts. The incoming mid-infrared light is converted into an electric current by quantum dot photodetector, then amplified by the NPN bipolar junction transistor, and finally, the amplified current is driven through the Collector in the organic light-emitting diode. The quantum dot photodetector is designed to detect 3μm and also the organic light-emitting diode works at 523 nm. The external quantum efficiency for the proposed structure for 3μm to 523 nm is 560.In the second part of the treatise, we introduce and investigate an ultra-high efficiency up-converter to convert three mid-infrared wavelengths bands to three visible wavelengths bands. Three thin layers of the photoconduction nanocrystals of PbSe, CdSe, and CdTe doped were put on the Base of the NPN bipolar junction transistor as photodetectors and three doped phosphorescence organic light-emitting diodes in different colors are placed on the Collector contacts. The quantum dot photodetectors were designed to detect three different central wavelengths of 3, 4.3, and 5.3µm and also blue, green, and red organic light-emitting diodes operated at central wavelengths of 450, 550, and 620nm, respectively. According to our surveys, this is the first study about the frequency response of the upconversion device. First, rate equations of three-wavelength quantum dot photodetectors are presented to find the photocurrents of the device. Then, we analyze the reaction of the upconversion device to different frequencies of input light signals. . In this investigation, narrow-band infrared light was converted into broadband visible light considering conventional light-emitting diodes. The mid-infrared input optical signal with a bandwidth of 4, 0.6, and 4GHz was converted to visible optical bandwidth of 0.425, 0.52, and 0.37THz, respectively. The results showed that the output quantum efficiency of the proposed structure for 3, 4.3, and 5.3µm was 240, 560, and 160, respectively.

Variant Title

Mid Infrared to Visible Up-conversions

Entry Element

‏مطمئن،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏آیتک

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏رستمی،

Entry Element

‏یدی پور،

Entry Element

‏بهرامی،

Entry Element

‏مظفری،

Entry Element

‏حسین زاده،

Part of Name Other than Entry Element

‏‏علی

Part of Name Other than Entry Element

‏رضا

Part of Name Other than Entry Element

‏منوچهر

Part of Name Other than Entry Element

‏بهزاد

Part of Name Other than Entry Element

شهرام

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Dates

استاد مشاور

Dates

استاد مشاور

Dates

استاد مشاور

Entry Element

تبریز