多量子阱空间光调制器二维列阵

用MBE技术生长GaAs／AlGaAs多量子阱材料，研制出8×8独立寻址反射型空间光调制器列阵，对列阵的光反射谱、光电流谱、电场调制特性及电学特性进行了全面的测试，并对列阵的均匀性进行了分析．

光互连用8×8多量子阱空间光调制器

制作了光互连用８×８多量子阱空间光调制器，测量了其耐压特性、模式均匀性、对比度和插入损耗等。使用Ｄａｍｍａｎｎ光栅分束器将半导体激光束分成等光强的６４路并将其照射到多量子阱空间光调制器上。

GaAs/AlGaAs多量子阱空间光调制器入射角度特性研究

研究了GaAs/AlGaAs多量子阱(MQW)空间光调制器(SLM)在不同入射角度下的调制特性。对腔模位置与入射角度的关系进行了理论计算和实验验证,两者具有较好的一致性。当入射角在0°～75°之间变化时,腔模从871nm变化至845nm,可调节范围达26nm。当入射光从垂直入射变化为约45°入射时,SLM对比度从(CR)3.8提高到16.3,调制电压从9.5V下降至6.5V。理论分析和实验结果表明,入射角度调节能够有效提高GaAs/AlGaAs MQW SLM调制性能。

GaAs／GaAlAs多量子阱反射型光调制器及自电光效应器件

采用分子束外延技术生长含有大周期数的ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ多量子阶（ＭＱＷ）及分布布喇格反射器（ＤＢＲ）的ＰＩＮ结构器件。研究了量子限制斯塔克效应（ＱＣＳＥ），分布布喇格反射及非对称腔模（ＡＳＦＰ）效应对光的反射调制作用及这三种效应的兼容性对光调制及逻辑器件的重要影响。给出我们研制的反射型光调制器及自电光效应器件的实验结果。对于常通型及常闭型调制器，其两态衬比度可达１０ｄＢ。所研制的ＳＥＥＤ器件，其导通光能耗低于１０ｆＪ／（μｍ）￣２，实现其光学双稳态及Ｒ－Ｓ光触发器工作。

硅衬底上的多量子阱空间光调制器

美国航天局喷气推进实验室提出一种新的两维空间光调制器,它以硅衬底上的多量子阱结构制作为基础(如图AlGaAs或InGaAs)。空间光调制器是光学数据系统的重要元件,目前还不能得到低功耗的大型高速光调制器。本文的新构思是利用硅电荷耦合器件(COD)的成熟工艺、GaAs/Si界面工艺的新近发展以及元素周期表中Ⅱ。

GaAs／GaAlAs单量子阱光调制器电学行为

利用导纳谱研究了ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ单量子阱光调制器的电学行为，观察到了量子阱中电子或空穴子能带的“场致去局域化”

InGaAs/InAlAs多量子阱电吸收光调制器

用国产ＭＢＥ设备生长出与ＩｎＰ衬底晶格匹配的ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ多量子阱材料，并对材料的量子限制Ｓｔａｒｋ效应及其与光偏振方向有关的各向异性电吸收特性进行研究．用该种材料制作的脊波导结构电吸收调制器在２．４Ｖ驱动电压下实现了２０ｄＢ以上消光比。

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体量子阱光调制器

利用Ⅲ-V族化合物半导体量子阱材料的量子限制Stark效应制作的电吸收型光调制器具有调制电压低,调制速度快、器件尺寸小、结构简单并易于同半导体激光器集成等优点,适于进行高性能、高速度的信息编码和处理,在光通信、光计算和光互联中具有广泛的应用前景。本文以光通信为主要应用背景,论述了量子阱调制器的开关比和调制电压、插入损耗、调制带宽、频率啁啾等各项技术指标,指出了量子阱调制器存在的工作波长范围窄和饱和吸收等主要问题并讨论了可能的解决途径,最后讨论了量子阱调制器在光电子集成,主要是半导体激光器和量子阱调制器单片集成方面的应用、发展情况和存在问题。

InGaAs/InAlAs多量子阱电吸收光调制器

在国内首次设计并制作了脊波导结构的In(0.53)Ga(0.47)As／In(0.52)Al(0.48)AS多量子阱电吸收型光调制器，并对它的工作特性进行了测试。在3.0V的驱动电压下实现了20dB以上的消光比，光3dB带宽达到了3GHz。对限制光调制器带宽的主要原因进行了分析，结果表明器件电容限制了带宽的提高，这主要是由于SiO2刻蚀液的钻蚀导致SiO2绝缘层厚度减小造成的。改进制作工艺可望大大改善调制器的工作带宽。

基于软件预处理的空间光调制器驱动电路研制

研制了一套基于软件预处理的多量子阱空间光调制器驱动电路。针对不同的多量子阱空间光调制器,软件预处理单元根据其反射特性,拟合出它的反射谱线。根据反射谱线产生相应的光电转换控制信号,增强了该驱动电路的通用性,降低了驱动电路的复杂性。改进一次扫描的方式,采用先粗扫再细扫的二次扫描方式,在保证扫描速度及分辨率的同时,有效降低了单元像素驱动电路的面积。SPICE仿真结果和芯片测试结果均证明,驱动电路芯片工作良好,驱动电压输出摆幅为0～VDD。驱动电压分辨率可达256级。总之,所设计的驱动电路满足空间光调制器的需求。

低噪声空间光调制器电流开关网络结构的研究

提出了一种基于开关电容积分电路、用于多量子阱空间光调制器驱动电路的电流开关网络结构。通过改变开关网络结构及调整开关尺寸,在保持开关电容电路结构简单、功耗低等优点的同时,克服了MOS管开关非理想特性带来的开关噪声,提高了输出精度。仿真结果表明,新型电流开关网络结构将开关开启、关断造成的尖峰电流从几十个微安降低到几个微安,有效抑制了噪声影响,极大地提高了输出精度,完全符合多量子阱空间光调制器的要求。

量子阱非对称法布里-珀罗腔调制器电折变模式蓝移

对于从实验中观察到的GaAs／GaAlAs多量子讲非对称法布里一哨罗腔调制器中电致折射率变化引起的模式蓝移现象，从理论上予以讨论．利用等效光程方法分析了电致折射引起的模式的移动特性，实验和理论符合较好．

半导体多量子阱Mach-Zehnder调制器的性能分析

高速光调制器是高速光纤传输系统的关键器件之一 ,在各种类型的光波导调制器中 ,Mach- Zehnder干涉型调制器是最常用的调制器类型之一。概述了半导体多量子阱 Mach- Zehnder调制器的原理和性能 ,给出该类调制器的模型 ,最后介绍所获得的重要模拟结果。

猫眼逆向调制自由空间激光通信技术的研究进展

猫眼逆向调制自由空间激光通信技术相比传统激光通信技术更具优势。本文介绍了逆向调制自由空间激光通信技术的原理和猫眼逆向调制终端的原理结构。综述了国内外猫眼逆向调制自由空间激光通信技术在调制器特性、猫眼光学系统和技术应用3个方面的研究现状。分析了猫眼逆向调制自由空间激光通信的关键技术。最后,展望了该项技术的应用前景。

量子阱光电子开关器件(二)

量子阱半导体器件是一种基于量子电子学原理的新型光电子器件。它具有体积小、速度快、功耗低等优点,并且由于它能够与逻辑电路元件混合集成,在解决高复杂度集成电路的高速互连方面具有巨大的实际应用价值。基于这一原理实现的光调制器和开关等光电子器件,可以制成波导,也可制成二堆并行阵列器件。目前,光逻辑和存贮器件阵列的集成规模已达2048个单元,其中所有的单元都可利用自由空间光(free-space optics)进行外部访问。本文概述了量子阱半导体器件的运行机理及其发展前景。

量子阱光电子开关器件(一)

量子阱半导体结构可使诸如光调制器和开关等光电子器件做得更小、更快、效率更高。它所具有的逻辑特性使其在并行高速互连的电子集成电路的集成度上具有良好的潜力。光电子器件能采用波导,也能采用二维并行阵列制作。其集成规模可达2048个单元,可工作的光逻辑和存贮器件的阵列得以实现及运行,所有单元都可由自由空间光(free-space optics)进行外部并行访问。本文概述了量子阱器件的运行机理及其发展前景。

光折变多量子阱光学寻址空间光调制器的理论分析

利用瞬态二维输运模型，给出了半绝缘多量子阱光学寻址空间光调制器在纵向场几何的理论分析．建立了空间电荷场分量的偏微分方程和边值方程，并通过数值方法进行了求解．在推导方程中考虑了双极、各向异性输运和带边共振激发等因素．结果表明，在小光栅间距下横向场显著影响体电荷的分布，体电荷的分布效应又强烈影响器件的分辨率和时间响应．

生成二维对称光阱阵列的一种简单方法

提出了生成二维空间光阱阵列的新方法.由光阱位置参量和强度参量构成的纯位相调制函数,可以生成光阱数目、每个独立光阱的位置、光阱的峰值强度都可控的二维空间光阱阵列.采用液晶空间光调制器,仿真模拟设计了生成二维3×3对称光阱阵列的位相分布模板,计算了光强分布.

用空间光调制器产生三维光阱阵列

本文提出了用液晶空间光调制器制作复合相位光栅、产生三维光阱阵列的新方案.在本方案中,首先将一维矩形光栅转变为能够产生纵向光阱阵列的环形光栅,再把环形光栅和二维矩形光栅组合成复合光栅.根据现有空间光调制器的技术参数,模拟仿真设计了产生5×5×5光阱阵列的光栅,以普通功率的高斯光波为输入光,正透镜聚焦衍射光,计算输出光强分布,结果表明:在透镜焦点附近获得具有很高峰值光强和光强梯度的三维光阱阵列,囚禁冷原子的光学偶极势达到mK量级,对原子的作用力远大于原子的重力.用大功率激光作为输入光波时,产生的光阱阵列也能用于囚禁Stark减速后的冷分子.

光调制技术及器件

TN761 98031909多量子阱空间光调制器二维列阵=Multiple quan—tum well spatial light modulator array[刊,中]/陈弘达,吴荣汉,高文智,陈志标,杜云(中科院半导体所.北京(100083))∥半导体学报.—1997,18(5).—