谐振腔增强型光电探测器的角度相关特性研究(英文)

采用MBE生长In0 .3 Ga0 .7As/GaAs和GaInNAs/GaAs量子阱为有源区的器件结构材料 ,制备出工作在10 60nm及 1310nm波段的谐振腔增强型光电探测器 .对谐振腔增强型光电探测器的空间角度相关特性进行了实验与物理分析 ,改变光束入射角度 。

GaAs基谐振腔增强型光电探测器

本文报道了利用MBE和MOCVD方法生长外延材料并制作出GaAs基谐振腔增强型光电探测器，进行理论分析和实验研究的结果。

一种新型谐振腔增强型光电探测器的性能分析

通过理论探讨和实验仿真,分析了一种新型谐振腔增强型光电探测器RCEP(Resonant Cavity Enhanced Photodetector)的结构及性能,该RCEP的基本结构是将吸收层插入到谐振腔当中,并指出这种新型器件较传统器件可获得较高的量子效率和响应速度,而其具有的波长选择特性,使这种新型器件可在光波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)系统中获得广泛应用。

基于谐振腔增强型石墨烯光电探测器的设计及性能分析

提出了一种具有超薄有源层的谐振腔增强型石墨烯光电探测器的设计方法,利用谐振腔结构可以将光场限制在腔内,有效增强探测器的吸收.通过研究谐振腔内光场谐振条件及谐振模式下探测器响应度增强的机理,建立了驻波效应下谐振腔增强型石墨烯光电探测器光吸收模型,仿真分析谐振腔反射镜反射率、谐振腔腔长对于腔内光场增强器件性能的影响.理论分析表明,谐振腔增强型石墨烯光电探测器在850 nm处响应度可达0.5 A/W,相比无腔状态下提高了32倍;半高全宽为10 nm.采用谐振腔结构能够提高石墨烯光电探测器件的光电响应,为解决光电探测器响应度与响应速度之间的相互制约关系提供了途径.

考虑不同层材料折射率差时的谐振腔增强型光电探测器分析

本文着重探讨了在考虑组成器件的不同层材料之间的折射率差时，对器件的性能进行分析的方法，并与ＫａｔｓｕｍｉＫｉｓｈｉｎｏ和Ｍ．ＳｅｌｉｍＵｎｌü提出的分析方法进行了比较。指出当折射率相差较小时（＜±０．６），两种分析方法所得出的最佳峰值量子效率随折射率的变化特性极为近似，但在响应光谱结构上存在着差别；而当折射率相差较大时，采用两种分析方法所得结果之间的差别很大。

平顶陡边响应的谐振腔增强型(RCE)光电探测器的分析

报道了一种具有平顶陡边响应的谐振腔增强型 (RCE)光电探测器。使用数值模拟的方法对这种新型谐振腔增强型 (RCE)光电探测器与传统的RCE光电探测器的响应曲线和串扰特性进行了分析和对比 ,分析了在半导体材料生长时厚度偏差对平顶陡边响应的RCE光电探测器响应曲线的影响 。

基于InP/空气隙布拉格反射镜的长波长谐振腔光电探测器

报道了一种长波长的 In P基谐振腔 (RCE)光电探测器 .采用选择性湿法刻蚀 ,制备出基于 In P/空气隙的分布布拉格反射镜 ,并将该结构的反射镜引入 RCE光电探测器 .制备的器件在波长 1.5 10 μm处获得了约 5 9%的峰值量子效率 ,以及 8GHz的 3d B响应带宽 ,其中器件的台面面积为 5 0 μm× 5 0 μm.

高性能InP基谐振腔增强型长波长光探测器

介绍了目前实现高性能InP基谐振腔型(RCE)长波长光探测器的几种方案。采用InP 空气隙DBR结构、正入射光、响应波长为1550nm的高灵敏度、高速InP基长波长RCE光探测器,在1510nm波长处获得了59%的量子效率,在器件台面面积仍很大的情况下(50μm×50μm),获得了8GHz的3dB响应带宽。

谐振腔增强型光探测器的优化设计

讨论了谐振腔增强型光探测器的优化设计方法。综合分析了腔长、DBR反射镜的反射率、吸收层厚度、入光面积等关键因素对探测器性能的影响。采用特定的顺序来确定器件的各个参数,同时分析了驻波效应、生长偏差等因素的影响。

谐振腔增强型光探测器的分析与实验

我们研制了一种 Ga As/Al Ga As谐振腔增强型光探测器 ,并通过对器件的特性进行测试和分析 ,对有关 RCE器件的理论分析进行了实验验证 ,包括器件的量子效率、波长选择性及量子效率的最佳条件。实验结果与理论分析取得了很好的一致 ,这为设计性能更加优良的RCE器件提供了实验上有力的支持。

高速长波长谐振腔增强型光探测器的瞬态性能研究

基于谐振腔增强型(RCE)光探测器的实际设计和制作模型,提出了综合器件的隔离层及器件的串联电阻、结电容等参数的高速长波长RCE光探测器的瞬态响应特性的表达式,包括器件的冲击响应、阶跃响应和脉冲响应。从理论上详细地研究了高速长波长RCE光探测器的瞬态响应特性,最后给出了不同器件结构参数的计算结果。

谐振腔增强型光探测器的优化设计

在光通信系统中,量子效率和响应速率是光电探测器的2个重要的参数,要获得高的量子效率就必须增大吸收层的厚度,而增大吸收层的厚度将导致载流子渡越时间的延长,从而使响应速率下降.谐振腔增强型光探测器(Resonant Cavity Enhanced Photo Detector,简称REC)可以有效地解决量子效率与响应速率之间相互制约关系.笔者从实际的长波长RCE出发,充分考虑器件制备的工艺难度,综合分析其各方面因素,并对器件整体设计进行优化.

THz谐振腔型石墨烯光电探测器的设计

由于石墨烯在太赫兹波范围内只发生带内跃迁,相比在可见光范围内,其光学吸收特性有显著优势,通过集成石墨烯与谐振腔,将太赫兹波限制在腔内,可进一步增强石墨烯对太赫兹波的吸收.采用麦克斯韦方程组并结合电磁场边界条件,研究了单层石墨烯在太赫兹波段范围内的光吸收机理;推导出石墨烯的传输矩阵和吸收系数方程,发现在太赫兹波段石墨烯的吸收是在可见光波段吸收的9—22倍;通过建立谐振腔型石墨烯光电探测器在太赫兹波段的光吸收模型及求解探测器吸收率方程,发现在0.12 THz处,吸收率可达0.965,相比无腔状态下石墨烯在太赫兹波段的最大吸收率0.5,提高了93%;优化设计器件结构参数并表征,最终器件响应度最高达到236.7 A/W,半高全宽为0.035 THz.理论分析表明,采用谐振腔型石墨烯光电探测器对太赫兹波进行探测,具有高吸收率、高响应度.研究结果对于太赫兹谐振腔型石墨烯光电探测器的设计和应用提供了理论参考.

硅基650nm增强型光电探测器

通过在硅PIN结构的基础上进行改进,采用硅P+PIN结构,研制出650nm增强型光电探测器。详细介绍了器件结构设计和制作工艺。对器件响应度、暗电流和响应速度等参数进行计算与分析。实验结果表明,器件响应度达0.448A/W(λ=650nm),暗电流达到0.1nA(VR=10V),上升时间达到3.2ns。

高功率共振腔增强型光电探测器研究进展

共振腔增强型光电探测器(RCE-PD)作为一种新型光电探测器,具有高量子效率、高响应度和波长选择性等优点,成为目前光纤通信领域中最为重要的探测器之一。在数字和模拟光传输系统中,高功率探测器由于具有高信噪比、低插入损耗等优点,在国际上越来越受到重视。综述了这两种探测器的基本结构、发展状况,展望了其发展前景等。指出高功率共振腔增强型光电探测器将是今后最有发展前途的探测器。

基于1.06μm波长的谐振腔型石墨烯光电探测器的信噪比分析

雪崩光电二极管由于具有高增益特性而广泛应用于激光测距机中,但由于在电流倍增过程中引入的高附加噪声,使激光测距机进一步提高信噪比遇到了瓶颈。石墨烯具有高电子迁移率、零带隙结构、独特光吸收系数等特性使其广泛应用于激光器、光调制器、透明电极以及超快光电探测器。该研究提出了一种高信噪比的谐振腔型石墨烯光电探测器的设计方法。以波长为1.06μm的激光为例,采用光学传输矩阵法和散射矩阵法,研究了光波在谐振腔传输和吸收层吸收的机理,建立了谐振腔型光电探测器的光吸收模型,通过优化,器件最终量子效率达到91.2%,响应度达到0.778A·W^(-1),半高全宽达到6nm;分析石墨烯在谐振腔中的位置对器件吸收率的影响,发现在满足谐振条件下,器件吸收率随石墨烯位置呈现周期性变化,腔长的改变不改变吸收率峰值,而是改变了吸收率峰值对应的石墨烯在谐振腔中的位置,当腔长是入射光半波长的n倍时,随着石墨烯位置变化,将出现2n个吸收率峰值,且关于谐振腔中心点对称分布;选择石墨烯距顶层反射镜0.402 8μm时,器件吸收率达到94%,相比单层石墨烯,吸收率提高了16dB;通过对比求解谐振腔型石墨烯光电探测器和雪崩光电二极管信噪比方程,得出谐振腔型石墨烯光电探测器信噪比可达到90.3,较雪崩光电二极管提高了10dB;理论分析表明,谐振腔型石墨烯光电探测器具有高吸收率、高量子效率和高信噪比,研究成果将对激光测距机接收系统中光电探测器的更新设计和应用提供理论参考。

量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性

通过测量1.55μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电流随反向电压和光功率的变化关系,以及模拟能带结构、电场分布等特性,研究了量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性.分析了光电流的产生机制,测量了1.064μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应,模拟了具有不同势垒高度的量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应.从实验和模拟两方面证明了量子阱的势垒高度是影响量子阱共振腔增强型光电探测器高功率特性的最主要因素.

等离激元增强型光电探测器

西班牙的一支研究团队已制造出了一种将等离激元透镜与胶状量子点活动区域结合起来的小而灵敏的光电探测器。巴塞罗那光子科学研究所的西尔克·迪登霍芬（Silke Dieden．hofen）及其同事利用由胶状PbS量子点制成的红外探测器，把一个扁平靶心结构等离激元透镜集成到SiO2-Si基质上，这个等离激元透镜是由一系列波浪状同心金环组成的。

SOI基RCE光电探测器谐振腔结构的设计与优化

由于CMOS光电探测器存在量子效率低、工作带宽窄等性能问题,为实现更高量子效率的CMOS光电探测器,结合工艺实现性,本文构建了一种新型的SOI CMOS工艺可兼容的光电探测器谐振腔结构。基于底镜采用一层1/4波长(850 nm光波长)奇数倍厚度SiO2,顶镜采用1/4波长偶数倍厚度SiO2的DBR反射镜,形成的SOI基谐振腔结构适用于光通信850 nm光波长的RCE PD器件。数值仿真结果表明,RCE PD器件比CMOS PD器件提高了量子效率,验证了谐振腔结构的正确性。

光通信中的主流光电探测器研究

对光通信系统解复用接收部分中的关键器件——主流光电探测器进行综合比较、优缺点分析与展望.分别对PIN光电探测器,普通雪崩二极管,超晶格雪崩二极管,波导型光电探测器,振腔增强型光电探测器,金属-半导体-金属光电探测器的原理和特点做了简要概括,并做系统比较,最后对光电探测器发展前景进行展望.