有机/聚合物光探测器(PDs)

本文评述了有机/聚合物光探测器[Organic/Polymer Photodetector(PD)]近年来主要研究进展。描述了紫外(UV)PD,特别着重描述了光盲(可见盲)和日盲PD对UV波段的要求以及这些PD的国内外研究进展,发现国际上从事有机电子学领域的科学家几乎都在关注PD的研究。国内在光盲PD研究方面达到了国际先进水平,本研究组率先开展了有机日盲PD的研究。在红外PD研究方面,国际上开展得很活跃,国内总体研究还有差距。无论是光盲PD还是日盲PD,除了科研和工业应用外,在军事、航天等领域都有着重要应用。目前,国外关于有机日盲的报道比较少。另外,从紫外、可见到红外的宽谱带响应的聚合物半导体PD研究在Science上报道来看,必将加快这一领域的研究。文中在评述国内外研究概况的基础上,还对其物理机制进行了简要叙述。目前,尽管有机/聚合物光探测器还没有能够实际应用,但由于其重要的应用领域和广阔的前景,预计有机光探测器不久将有产品问世。

高速光探测器的集成微透镜结构设计与制备

高速光探测器以获得更高的3 dB带宽为目标,减小器件台面面积能够使结电容降低从而提高带宽,但同时也增大了系统中的光耦合损耗。针对该问题,在高速光探测器衬底背面单片集成微透镜结构是一种有效的解决方案,该结构可通过补偿对准偏差来提高器件的光耦合效率。设计了一种面向数据中心应用的,与1.31μm光探测器芯片单片集成的InP基微透镜结构;通过热熔法制作微透镜胶型,并利用电感耦合等离子体刻蚀实现微透镜胶型转移,电感耦合等离子体刻蚀过程选择SiCl4和Ar作为刻蚀气体以保证实验的安全性;制备了一种直径90.3μm、冠高18.5μm、表面形貌光滑的InP基微透镜结构。单片集成微透镜的PIN光探测器在1.31μm波长处,入射光偏离主光轴3°的情况下,光探测器的响应度仅下降4%。

零偏压下近红外集成单波长波导光探测器

提出了一种基于InGaAsP材料的零偏压单片集成波导光探测器。该器件单片集成了光子晶体(Photonic Crystals,PC)滤波器、锥形耦合器、零偏压波导光探测器(Wave-Guide Photodetector,WGPD)以及直波导,形成了一个平面微纳光信号接收子系统。集成的波导光探测器吸收峰值波长位于1.55μm处,光谱线宽仅1.6 nm。设计的波导光探测器在无外加偏压时具有良好性能,经优化,当其面积为4μm×15μm时其3 dB带宽达78 GHz@0 V,响应度为0.78 A/W。整个器件基于组分可调的InGaAsP材料,实现多功能器件的单片集成,具有高性能、小体积、低功耗、窄线宽等特性。

无平面结敏感区及其栅控光探测器

研制了在平面结内无敏感区的光探测器,测量结果表明其光电流是显著的。在这种器件的基础上,研制了受栅极控制的无平面结敏感区光探测器,实验测量说明这种器件的光电流输出不仅依赖于受光信号,还受到栅极电压信号的控制。这种输出信号受到光与电信号双重控制的特性,扩大了光探测器件的应用领域。

陷光探测器偏振响应特性的研究

偏振响应特性是反映光探测器质量的重要参数。陷光探测器(陷光二极管)是低温辐射计的传递探测器。文中对陷光探测器的偏振响应特性进行了测量研究,并提出了对它的数值表述方法。探测器偏振响应特性的测量结果的不确定度达到0.005%。测量结果表明,不同的反射型陷光探测器的偏振响应特性相差很大,在光辐射测量中不容忽视。

宽带可见光到电信波长的锗量子点光探测器

锗量子点(QD)光探测器(PD)是在锗衬底上制造的,在400~1550nm范围内表现出宽带、可见光到近红外光反应。获得了高达1.12A/W的室温光谱响应度(Rsp)和313%的内部量子效率(IQE),优于传统的硅和锗光二极管。降低工作温度和入射功率导致性能急剧增强,在T=100K,波长为1550nm,入射功率为10nW时,IQE=1000%。基于其简单的制造和硅技术的兼容性,这些锗QDPD代表了宽带、高性能可见光到近红外检测的一个有前途的选择.

移相式脉冲光探测器在脉冲激光研究中的应用

介绍一种新型的移相式脉冲光探测器,移相式脉冲光探测器是一种多功能脉冲光探测器,具有高速脉冲光探测、移相、计数、脉冲合并等功能,在脉冲激光研究中具有广泛的应用。

光探测器偏压调制技术的理论研究（英文）

为了简化和改善光载无线通信系统,提出了一种光探测器偏压调制技术,利用PIN光探测器(PIN-PD)和单行载流子光探测器(UTC-PD)的输出光电流随偏压变化的特性进行调制.采用光探测器偏置调制技术,光电探测和调制可以在一个光探测器上同时实现.研究表明当入射光功率为2.93dBm时,PIN-PD在10GHz射频副载波上的调制带宽为800MHz,UTC-PD在150GHz射频副载波上的调制带宽为18.75GHz.调制带宽随入射光功率的增大而增大,当入射光功率为12.93dBm时,UTC-PD在150GHz射频副载波上的调制带宽可达25GHz.调制深度与正弦偏压调制信号的最小值有关.

光电子技术与器件 光探测与器件

TN364．2 2005021317 InGaAs-APD门模单光子探测及其应用=Gated-mode sin- gle-photon detection and its applications using InGaAs- APD[刊,中]／周金运(广东工业大学应用物理学院．广东, 广州(510090)),彭孝东…//量子电子学报．-2004,21 (4)．-401-405 对单光子探测使用InGaAs-APD并采用门模控制的 核心问题进行了阐述,总结了探测器件的特性和门模控制 系统的特点,归纳了在这种探测方式中实际存在的问题和 可能解决的方法。

基于光探测器空间辐射效应的卫星光通信系统误码率特性

通过对空间辐射环境中PIN光探测器损伤机理的分析,得到了光电流与暗电流在辐照条件下的变化规律.在此基础上,建立了基于PIN光探测器空间辐射效应的卫星光通信系统误码率模型.仿真得出,辐照强度约为5×104 Gy和8×104 Gy时,50MeV质子和10MeV质子辐照条件下的系统误码率先后达到10-6;在5×105 Gy^6×105 Gy范围内,电子与Gamma射线辐照下的误码率亦达到10-6.结合系统误码率的损伤机理,进一步研究了判决阈值对误码率的影响.结果表明,辐照强度为1MGy时,判决阈值由4.3×10-7 A上升至5.5×10-7 A,能够使误码率降低近3个量级.因此,适当选取判决阈值能够有效的改善系统误码率情况.

CsPbBrI2量子点制备及其光探测器性能

采用热注入法制备空气稳定性良好的CsPbBrI2量子点,以375 nm的脉冲激光作为激发光源研究其光致发光性能.通过旋涂的方式制备相应薄膜,将其作为光敏层应用到光探测器,并对器件的光电子性能和稳定性进行详细研究.结果表明:CsPbBrI2量子点在635nm附近有强烈的荧光效应,光谱发光峰较窄,半峰宽约为35 nm.CsPbBrI2量子点禁带宽度为1.90eV,制备的探测器光检测带宽从紫外光260nm到红光650 nm,光响应度为0.26 A/W,高开/关比高达104,上升/衰减时间为3.5 ms/3.5 ms.在25℃,湿度在25%~35%大气环境下存储60天,性能与初始值相比几乎没有变化.CsPbBrI2量子点具有优异的稳定性、可制备高性能的宽带光检测和易于制造等优点,具备一定的应用前景.

1.3μm Ga In NAs量子阱 RCE光探测器(英文)

采用配有 dc- N plasma N源的分子束外延 (MBE)技术在 Ga As衬底上生长制作了工作波长为 1 ,3 μm的 Ga In NAs量子阱 RCE探测器 .采用传输矩阵法对器件结构进行优化 .吸收区由三个 Ga In NAs量子阱构成 ,并用湿法刻蚀和聚酰亚胺对器件进行隔离 .在零偏压下 ,器件最大的量子效率为 1 2 %,半峰值全宽 (FWHM)为 5 .8nm,3 d B带宽为 3 0 MHz,暗电流为 2× 1 0 - 11A.通过对 MBE生长条件和器件结构的优化 ,将进一步提高该器件的性能 .

红外聚焦光探测系统中光限制效应的优化分析(英文)

计算和分析了红外聚焦光探测系统中光限制材料的几何排布对光限制效应的影响 ,给出了优化的几何分布 .结果显示 ,近场条件下的光限制效应与远场条件下的完全不同 ,在某些情况下 ,具有正光学非线性系数的材料不能被用作光限制之用 ,这与远场情况不同 .分析也表明 ,聚焦几何排布可用于非线性折射系数的测量 ,并具有比常规 Z扫描方法更高的灵敏度 .

两种InGaAs/InP PIN光探测器比较研究

异质结 PIN 光探测器可分为单异质结光探测器(SHPD)和双异质结光探测器(DHPD),二者在量子效率、频率响应和暗电流方面存在差异。当 SHPD 光敏面半径为 10μm 且 P 区厚度与电子扩散长度之比小于 0.2 时,其量子效率减小的幅度小于 0.32%,带宽增加约 0～4%;对于由体效应决定的暗电流,SHPD 略优。由此得到当光敏面积较小和 P 区厚度较薄时,SHPD 与 DHPD 性能相当的结论,为高性能宽带光纤网高速光探测器的设计提供了依据。

声阵列与光探测组合测试弹着点坐标的研究

在立靶密集度测试中,为构建更大的测试靶面(10m×10m),且要求测试系统具有较高的精度,在声探测阵列中增加了光探测器,组成了一种新的测量模型。该模型既具有声阵列能构成巨大测试靶面的特点,又通过引入光探测来提高测试系统的精度。推导了该模型的测量公式,并进行误差分析和仿真,得到了x坐标误差为5mm、y坐标误差为15mm的理论测试精度。

光探测器响应度均匀性的自动测量装置

本文讲述了一种由光学系统、扫描平台、微机为核心组成的光探测器响应度均匀性的自动测量装置。光学系统产生φ0.2mm光斑;在微机控制下,平台可作X,Y方向的25mm平移及绕中心旋转,最小平移进退间距0.01mm,最小旋转角间隔1/24度。测量系统稳定性达0.05%,扫描系统的重复性在0.05%以内,被测探测器定位及光入射角调整误差0.23%,装置的总不确定度0.26%。

用激光微细加工制作平面型InGaAs/InPPIN光探测器

采用激光微细加工技术来制作单片集成光接收机的探测器,在制作过程中,用固态杂质源10.6 μm激光诱导Zn扩散工艺来进行探测器的p 区掺杂。制作出平面型顶部入射的InGaAs/InPPIN光探测器, 响应度为0.21A/W。分析了激光诱导扩散中影响探测器性能的因素,因此提出了扩散温度自动控制、扩散区 温度分布均匀化及激光焦斑与扩散区精确对准等相应的改进方法。

流图法在光探测器芯片高频特性测量校准上的应用

在采用光调制法测量光探测器芯片高频响应特性的过程中,测试系统往往忽视光调制器响应、高频探针衰减以及端口间失配等误差中的一项或几项.为了降低校准不完善对结果造成的误差,文中提出了基于信号流图的系统校准分析方法,考虑了各种频响误差及端口间失配的影响,推导出校准公式.利用该法对一种光探测器的典型测试系统——基于LCA(lightwave component analyzer)的测试系统做了进一步校准分析,在130MHz^20GHz范围内,测量了一种新型光探测器的高频响应参数S21,结果表明经流图法校准的S21参数比仅使用原有校准算法有明显改善,证明了该方法的可行性.

MSM光探测器的直流特性

在稳态条件下金属 -半导体 -金属 (MSM)光探测器的光电流一维模型可以通过求解电流连续方程和传输方程来建立并求解 .在这种条件下 ,器件内部的载流子分布情况和总体光电流可以得到解析解而不用数值方法求解 .本文从电流连续方程和传输方程出发详细推导了这一过程 ,并将这一结果应用于具体的 In Ga As MSM光探测器的直流等效电路模型上 。

超宽带高饱和单行载流子光探测器研究(特邀)

超宽带单行载流子(UTC)光电探测器因其仅需快速的电子输运过程,较传统PIN探测器具有明显宽带优势,是6G宽带无线通信、太赫兹成像、超宽带噪声发生器等亚太赫兹频段系统中的核心光电子器件之一。面向亚太赫兹频段光电转换需求,针对UTC探测器中大带宽与高饱和功率之间的矛盾问题,分别研究并突破了光生载流子高速输运机理、感性共面波导器件(CPW)结构等关键技术,研制成功带宽106 GHz、饱和输出功率7.3 dBm的双漂移层结构MUTC探测器芯片,和带宽超过150 GHz的超宽带MUTC探测器芯片。