基于线阵InGaAs光电二极管阵列的光纤光栅传感解调

采用线阵InGaAs光电二极管阵列和体相位光栅并结合空分复用和波分复用技术,对光纤光栅传感进行解调.设计了基于线阵InGaAs光电二极管阵列和体相位光栅的光纤光栅传感解调系统,通过系统测试和性能分析,该解调系统解调带宽42 nm,信噪比30 dB,波长偏移测量精确度±15 pm,功率测量精确度为±0 .3 dB.基于线阵InGaAs光电二极管阵列和体相位光栅的光纤光栅解调系统不但尺寸小,功耗低,而且具有较高的解调速度.

Zn扩散对InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管雪崩击穿概率的影响

对InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管进行结构设计与数值仿真,得到相应的电学与光学参数。针对雪崩击穿概率对器件光子探测效率的影响,研究了两次Zn扩散深度差、Zn扩散横向扩散因子、Zn掺杂浓度以及温度参数与器件雪崩击穿概率的关系。研究发现,当深扩散深度为2.3μm固定值时,浅扩散深度存在对应最佳目标值。浅扩散深度越深,相同过偏压条件下倍增区中心雪崩击穿概率越大,电场强度也会随之增加。当两次Zn扩散深度差小于0.6μm时,会发生倍增区外的非理想击穿,导致器件的暗计数增大。Zn扩散横向扩散因子越大,倍增区中心部分雪崩击穿概率越大,而倍增区边缘雪崩击穿概率会越小。在扩散深度不变的情况下,浅扩散Zn掺杂浓度对雪崩击穿概率无明显影响,但深扩散Zn掺杂浓度越高,相同过偏压条件下雪崩击穿概率越小。本文研究可为设计和研制高探测效率、低暗计数InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管提供参考。

InGaAs/InP盖革模式雪崩光电二极管阵列性能一致性研究

InGaAs/InP盖革模式雪崩光电二极管(APD)阵列的性能与阵列片内均匀性密切相关。阵列面元的主要结构参数有倍增区厚度、电荷层厚度和掺杂浓度、吸收区的厚度以及器件工作的过偏压。它们的不一致性不仅会造成器件本身性能的差异,还为后续的读出电路带来了巨大的挑战。通过研究APD结构参数变化对其击穿电压(V_(break))、暗计数率(DCR)和单光子探测效率(PDE)的影响,将APD阵列面元间击穿电压波动控制在±1V以内,使暗计数率和光探测效率的波动小于10%,从而得到不同温度下各个结构参数的最大允许波动值,确定了每个温度下制约器件性能的主要因素,为大规模、高性能盖革模式雪崩光电二极管阵列的材料生长和工艺制备提供了理论依据。

MBE脱氧条件与InGaAs/InP APD性能的相关性

InP基InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)对近红外光具有高敏感度,使其成为微弱信号和单光子探测的理想光电器件。然而随着先进器件结构越来越复杂,厚度尺寸从量子点到几微米不等,性能越来越受材料中晶格缺陷的影响和工艺条件的制约。采用固态源分子束外延(MBE)技术分别在As和P气氛保护下对InP衬底进行脱氧处理并外延生长晶格匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)As薄膜和APD结构材料。实验结果表明,As脱氧在MBE材料质量方面比P脱氧具有明显的优势,可获得陡直明锐的异质结界面,降低载流子浓度,提高霍尔迁移率,延长少子寿命,并抑制器件中点缺陷或杂质缺陷引起的暗电流。因此,As脱氧可以有效提高MBE材料的质量,这项工作优化了InP衬底InGaAs/InP外延生长参数和器件制造条件。

基于InGaAs/InP雪崩光电二极管的高速单光子探测器雪崩特性研究（英文）

报道了一种基于InGaAs/InP雪崩光电二极管、1.25GHz正弦波门控及贝塞尔低通滤波器的1.25GHz高速短波红外单光子探测器.通过调整比较电路的鉴别电平,实验研究了单光子探测器雪崩信号幅度随反向直流偏压的变化.随着鉴别电平的提高,单光子探测器的探测效率及暗计数率均呈指数衰减,而后脉冲概率先增大到一个峰值,然后减小.研究表明,为获得更高的性能,需要尽量降低单光子探测器的鉴别电平.

高速InP/InGaAs雪崩光电二极管

采用分层吸收渐变电荷倍增(SAGCM)结构,通过两次扩散、多层介质淀积、AuZn p 型欧姆接触、AuGeNi n 型欧姆接触等工艺,设计制造了正面入射平面 InP/InGaAs 雪崩光电二极管,器件利用 InGaAs做吸收层,InP 做增益层,光敏面直径50μm;测试结果表明器件有正常的光响应特性,击穿电压32～42 V,在低于击穿电压2 V 左右可以得到大约10 A/W 的光响应度,在0到小于击穿电压1 V 的偏压范围内,暗电流只有1 nA 左右;器件在2.7 GHz 以下有平坦的增益。

10 Gbit/s InGaAs/InP雪崩光电二极管

基于InGaAs/InP吸收区、渐变区、电荷区和倍增区分离雪崩光电二极管(SAGCM APD)器件结构,利用数值计算方法,模拟了各层参数对器件频率响应特性的影响。模拟结果表明,吸收层、倍增层厚度及电荷层面电荷密度可影响器件的-3dB带宽;随增益的增加,器件带宽会逐渐降低;电荷层面电荷密度对器件击穿电压有明显影响。结合此模拟结果,制作出了高速InGaAs/InP雪崩光电二极管,并对器件进行了封装测试。测试结果表明,该结果与模拟结果相吻合。器件击穿电压为30V;在倍增因子为1时,器件响应度大于0.8A/W;在倍增因子为9时,器件暗电流小于10nA,-3dB带宽大于10GHz,其性能满足10Gbit/s光纤通信应用要求。

长波长InGaAs扩散结PIN光电二极管正面入光结构的理论分析

本文指出,对扩散pn结的正面入光结构,突变结理论有一定局限性。由于p^+区内杂质浓度的分布,在扩散区中存在十分强的自建漂移场,因而光生载流子将在自建场的作用下漂移进pn结内。由于载流子的漂移速度V_d远大于扩散速度V_f,因此可制得性能优异的PIN光电二极管,制作工艺比背面入光结构简单。已制得光电响应时间低达80ps的正面入光PIN二极管。

InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管InP顶层掺杂研究

通过理论计算和对比实验研究了InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管中InP顶层掺杂浓度对于器件性能的影响.理论结果显示,InP顶层的掺杂浓度越低越有利于抑制边缘击穿,降低隧穿暗载流子产生速率,提高雪崩击穿几率.实验结果显示,顶层非故意掺杂的器件在223K下获得了20%的单光子探测效率和1kHz的暗计数率,其单光子探测效率比顶层掺杂浓度为5×10^(15)/cm^3的器件高3%~8%,而暗计数率低一个量级.结果表明,降低InP顶层的掺杂浓度有利于提高器件性能.

InGaAs/Si雪崩光电二极管

采用Si/InP低温晶片键合技术,设计并制作了InGaAs/Si雪崩光电二极管。器件利用InGaAs做吸收层,Si做增益层,光敏面大小50μm×70μm;测试结果表明器件有正常的光响应特性,击穿电压为41V,暗电流为99nA,此时光电流比暗电流高3个数量级。

GaAs/InGaAs量子点-量子阱光电二极管的光存储特性读出

通过对特殊设计的GaAs/InGaAs量子点-量子阱光电二极管的I-V和C-V特性测试,验证了器件的光子存储特性,在器件的读出设计中引入了特殊设计的带倒空信号的基于电容反馈互导放大器和相关双采样(CTIA-CDS)型读出电路。在633 nm辐照下,分别改变照度和积分时间进行了非倒空和倒空测试的对比研究,并计算给出了对应的存储电荷变化量,进一步证明了光电器件的光子存储特性。

InGaAs/Si键合界面a-Si键合层厚度对InGaAs/Si雪崩光电二极管性能的影响

为从根本上阻断InGaAs/Si之间的失配晶格,获得低噪声的InGaAs/Si雪崩光电二极管,理论上在InGaAs/Si键合界面插入超薄a-Si键合层,彻底隔断键合界面异质晶格,同时保证InGaAs吸收层和Si倍增层超高的晶体质量和良好的电学传输。模拟了a-Si键合层厚度对InGaAs/Si雪崩光电二极管性能影响。由于a-Si的载流子阻挡作用,器件在室温下获得了超低暗电流,且在偏压大于击穿电压后,光暗电流出现电流间隙,这将为超低噪声InGaAs/Si雪崩光电二极管的研制指明方向。

不同Ge组分a-Si_(1-x)Ge_(x)键合层对InGaAs/Si雪崩光电二极管性能的影响

采用非晶半导体中间层键合(SIB)实现键合界面失配晶格的阻断是实现高质量Si基InGaAs薄膜制备的最佳选择。本文在InGaAs/Si键合界面插入一层非晶锗硅(a-Si_(1-x)Ge_(x))键合层,模拟了不同Ge组分对InGaAs/Si APD复合率、能带、隧穿、电荷堆积等参数的影响。器件在室温下获得极低的暗电流(~10^(-10) A@95%雪崩电压),增益和增益带宽积分别高达30 GHz和60 GHz。本文将为低噪声近红外APD的研制提供理论指导。

长波长InGaAs/InP SAGM雪崩光电二极管最佳工作特性

本文结合研制的InGaAs/InP SAGM雪崩光电二极管,讨论了SAGM-APD的技术界线和最佳工作特性。

InGaAs混成光电二极管列阵

美国Epitaxx公司推出一种有16,384个象元的InGaAs焦平面列阵,ETX 128 FPA,该列阵适用于1.0-1.7μm近红外光谱区的成象。这128×128元两维光电二极管列阵是利用铟柱焊接技术把InGaAs材料与先进的CMOS多路传输器焊接在一起而构成的。

高效液相色谱-光电二极管阵列检测法测定柴油中芳烃的类型

在采用美国试验与材料学会(ASTM)D6591标准方法测定柴油芳烃含量的过程中,通过光电二极管阵列检测器(PDAD)检测得到的色谱保留时间值及光谱特征吸收曲线,观察柴油中各类芳烃在极性氨基柱上的分离情况;用PDAD检测器考察了根据ASTMD6591确定的反冲洗时间点B对分析结果的影响,结果发现其允许的变化范围为B±0.2min。在单环芳烃和双环芳烃分界不明显时,用PDAD检测器可以确定其切割点。

液相色谱/光电二极管阵列检测/质谱联用技术在中药分析中的应用

建立了基于液相色谱/光电二极管阵列检测/质谱(LC/DAD/MS)技术的中药分析基本方法。检出了丹参水溶性成分中的丹参素、原儿茶醛、咖啡酸、紫草酸、丹参酸丙和丹酚酸C等;在银杏内酯提取物中,鉴定和发现了白果内酯,银杏内酯A、B、C和一些新化合物,其中经结构确证的两个新化合物分别被命名为银杏内酯K和L;在苦参生物碱中鉴定了苦参碱、氧化苦参碱、槐果碱或异槐果碱、N 氧化槐果碱和槐花醇N 氧化物。

高效液相色谱-光电二极管阵列-高分辨质谱联用鉴定马鞭草提取物中的化学成分

采用高效液相色谱-光电二极管阵列-高分辨质谱联用(HPLC-PDA-HRMS)技术对马鞭草中的主要化学成分进行分析和鉴定。通过综合分析所检测到化合物的色谱、一级和多级全扫描质谱数据,对马鞭草提取物中的化学成分进行分析鉴定。马鞭草提取物中检测到环烯醚萜苷类、黄酮类、三萜类、苯乙醇苷类和二萜酚类化合物等共21种化学成分,其中鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酚、异迷迭香酚、迷迭香酸以及金合欢素-7-O-芸香糖苷6种化合物并未在其他有关马鞭草提取物鉴定的文献中出现。该方法简单快速,准确度高,为鉴定中药材真伪和品质提供了可靠的科学依据。

超高效液相色谱-光电二极管阵列检测-串联四级杆质谱法测定红洋葱中黄酮醇及其糖苷类化合物

采用ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱,以含0.1%甲酸的乙腈-水为流动相,0.3 mL/min梯度洗脱方式辅以光电二极管阵列检测-串联四级杆质谱进行定性与定量分析,建立了种同时测定红洋葱中13种黄酮醇及其糖苷类化合物的方法,其中包含6种槲皮素及其糖苷、4种异槲皮素及其糖苷和3种山奈素及其糖苷。结果表明,红洋葱中主要的黄酮醇及黄酮醇糖苷类化合物是槲皮素-4'-葡萄糖糖苷、槲皮素-3,4'-二葡萄糖糖苷、槲皮素和异槲皮素-4'-葡萄糖糖苷。红洋葱的不同部位黄酮醇及其糖苷的含量和分布并不致,以干燥品计算,在相同质量的各部位中,外两层、第三层和内层中总黄酮醇及其糖苷含量的比例为60.3∶33.0∶6.7,其中各部位槲皮素及槲皮素糖苷占黄酮总量的92.1%以上;外两层中黄酮醇单糖糖苷含量大,第三层中黄酮醇苷元含量大,而内层中黄酮醇二糖糖苷含量大。另外,在红洋葱中还发现了少量的山奈素及其糖苷,主要存在于洋葱外层中。本方法简单快速、准确性好,可用于洋葱产品中黄酮醇及其糖苷类化合物的分析。