- 文献综述（或调研报告）：
紫外线探测器由于其在地面的高信噪比，已被广泛用于传感器系统，导弹预警和紫外线通信中。为了提高探测能力，可以利用可见CCD通过特殊荧光材料的下移发光来检测UV光。具体来说，就是荧光材料沉积在CCD的表面上以吸收紫外线，然后发出可见光以匹配检测器的响应波长。目前，用于发光降移的常用材料是有机染料，但是有必要提高这种有机染料的光稳定性。此外，其他替代材料也引起了广泛关注。
纳米晶由于尺寸所引起很多迥异于体材料的性质，因此被广泛关注和应用。其中在电子学、光学、生物标记、照明显示、催化、陶瓷学、磁性数据存储和纳米复合材料等领域的应用已经引起了广泛的研究。掺杂纳米晶和未掺杂纳米晶比较又有其独特的优势，比如小到可以忽略的自吸收等。这使得掺杂纳米晶的应用也受到大家的高度重视。[1]通过查阅论文可以找到几种符合要求，能够有效将紫外光图像转化为可见光图像的荧光材料。
胶体量子点由于其良好的特性，如强吸收，可调节的发射光谱，合理的稳定性和溶液的可加工性，已在发光降档应用中得到了广泛的探索。除了在太阳能电池中的应用外，胶体量子点还是基于发光降频的UV检测系统中的优良替代材料，因为它具有以下优点：在紫外线波段具有宽而强的吸收能力，可调谐发光颜色与商用CCD的响应带相匹配，并且具有高量子产率（QYs)[11]。论文[2]首先介绍了一种通过使用胶体量子点使短波红外（SWIR)检测器对紫外（UV)光敏感的方法。这种UV SWIR双波段探测器在消防，通讯，枪口闪光识别和隐蔽标签的火焰识别中具有重大作用。量子点独特的吸收特性和高量子产率（QY)使这些粒子成为理想的候选物。使用由嵌入聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)的PbS核/CdS壳量子点（QD)组成的发光降频（LDS)层，可以实现近紫外范围内外部量子效率（EQE)从1.8％到21％的平均提高。接着提供了一个适用于LDS检测器效率的简单模型，适合观察到的外部量子效率（EQE)光谱。最后提出了由LDS层产生的光学串扰的简单模型。
ZnSe掺Mn纳米晶的吸收峰在400 nm附近，发射峰在585 nm附近，接近200 nm的Stocks
位移使得自吸收问题几乎不用考虑，且其荧光寿命为0.19ms-0.29ms[1]，这样ms级的长寿命可以避免背景光和散射光对生物成像应用的干扰[11]。论文[1]在合成了ZnSe：Mn／ZnSe、ZnSe／ZnS(2MLs)：Mn／ZnS、ZnSe／ZnS(1ML)：Mn／ZnS、ZnSe：Mn／ZnS四个半导体纳米晶样品后，通过ZnS的不同层数来改变四个样品Mn所处微环境的对称性。研究了Mn周围对称性变化对荧光峰位和寿命的影响。通过电子顺磁共振(EPR)来探测Mn在纳米晶中所处位置。并进一步地探讨了共价性强弱和晶体场之间的联系。接着对ZnSe：Mn／ZnSe纳米晶的荧光性质对温度的依赖性做了研究。重点讨论了荧光寿命和温度的关系。用EPR参数来反应共价性随温度的变化情况，并结合荧光峰对温度的依赖性，得到了温度依赖的共价性和晶体场之间的联系。继而对掺杂浓度对荧光性质的影响和Mn在ZnSe：Mn／ZnSe纳米品中的扩散做了初步研究。主要考虑了退火温度和时间对扩散的影响。最后探讨了ZnSe：Mn／ZnSe纳米晶在白光LED上的应用。
钙钛矿量子点嵌入复合膜(PQDCF)是新一代发光降频材料，具有出色的光学特性、高透明度（对于1micro;m厚的薄膜，其透明度为89％@550–1100nm)、高PLQY（gt;94％)以及合适的折射率(1.43)。这些功能使其非常适合降频应用。特别是，从PQDCF到Si检测器的最大光耦合效率(LCE)约为87％，这表明它对提高Si检测器的UV灵敏度具有光明前景。论文[3]首先介绍了原位制造的钙钛矿量子点嵌入复合膜（PQDCFs)作为降频材料的集成，其可以用于增强硅（Si)光电探测器对宽带和太阳盲光探测的紫外线（UV)响应。此外，介绍了PQDCF能够成功地应用于基于电子倍增电荷耦合器件（EMCCD)的图像传感器。涂有PQDCF的EMCCD在360、620和960nm的照明下显示高分辨率成像的线性响应，这意味着可以在UV，可见（VIS)和近红外（NIR)区域进行宽带光检测。最后论述了通过将日盲UV滤镜与PQDCF涂层的EMCCD集成在一起，可以实现日盲UV检测。总之，将PQDCF用作发光降档材料可提供一种有效且低成本的方式来改善Si光电探测器的UV响应。
另外，还发现厚壳ZnCdS：Mn/ZnS核/壳量子点（QD)由于具有较长的PL寿命以及与CCD响应相匹配的稳定发射，在紫外信号敏化方面显示出独特的优势。一是锰掺杂的量子点的发射峰位置（在530-630nm范围内)在普通CCD的敏感区域内[5-7]，它几乎不取决于量子点的大小，而是取决于主体纳米晶体的化学性质。其次，掺锰量子点的斯托克斯位移大，可以有效避免自吸收。最后一个是可以通过合适的主体组分将这些量子点的吸收带调整到紫外线区域且其厚壳可以提高量子点的光稳定性[8]。胶体量子点由于其良好的特性，如强吸收，可调节的发射光谱，合理的稳定性和溶液的可加工性，已在发光降档应用中得到了广泛的探索[9,10]。通过胶体化学合成制备掺杂锰的核/壳量子点后，研究ZnxCd1-xS：Mn/ZnS QD的PL和吸收光谱，可以发现其PL峰约为570nm，吸收边约为400nm。而且通过改变x值，吸收边缘可以朝着310nm方向调谐，ZnxCd1-xS：Mn/ZnS @ PMMA QDs薄膜的双指数PL寿命约为1ms[11]。因此可以显着提高可见CCD在弱可见光背景下对紫外线的检测效果光下的检测效果。
在找到合适的降频材料之后，需要设计合适的透镜阵列结构，不仅可以提高CCD的填充因子[12]，还可以大幅减少入射紫外图像转化成可见图像收到的影响并使光照度分布的均匀性有较大的提高。比如采用全内反射透镜结合矩形微型矩形球面透镜阵列的方法，在lighttools软件中建立模型并进行模拟，采用长宽比不同的微型透镜作为阵列元，并改变其后表面曲率半径进行优化，最终得到长宽比相对应的矩形光斑[13]。如果用lighttools软件模拟单颗LED在目标照射面的一定区域内实现均匀照明可以首先建立反光杯模型，在反光杯模型的底部添加单颗LED光源；然后对反光杯的出光进行准直优化，使其出光尽量达到准直；接着在反光杯出光口前添加透镜阵列，并设置单个透镜元件的面型参数，透镜单元的面型为XY多项式曲面，分别添加XY多项式中X和Y的平方系数为优化变量；最后添加均匀光强的评价函数，再进行优化，最终得到一定范围内的发光强度基本均匀[14][15]。
参考文献：
[1] 杨伯平. 掺杂半导体纳米晶体的荧光性质研究[D]. 2013.
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