新型解复用接收器件：理论分析与实验研究

本文对一镜斜置三镜腔光电探测器进行理论分析及实验验证。一镜斜置三镜腔结构是一种新型高性能的光电探测器结构,斜境使滤波波腔与吸收腔之间解耦,因此这种结构的探测器可以同时获得高的量子效率、高的响应效率和窄的光谱响应线宽。本文在理论分析的基础上,利用分立光学器件对斜镜的解耦作用进行了实验验证。     

新型解复用接收器件的理论分析及实验研究

报道了本实验室对一镜斜置三镜腔光电探测器的理论分析以及实验研究方面的最新进展。一镜斜置三镜腔结构是一种新型高性能的光电探测器结构,其中斜镜的引入使得滤波腔与吸收腔之间解耦,因此这种结构的探测器可以同时获得高的量子效率、高的响应速率和窄的光谱响应线宽。在理论分析的基础上,利用化学湿法刻蚀,在器件集成的化的关键工艺－斜镜的制备上取得了突破,为最终实现具有该结构的集成器件奠定了基础。     

1.3 μm InGaNAs/GaAs多量子阱"一镜斜置三镜腔"光探测器

报道了一种基于InGaNAs/CmAs多量子阱的1.3μm GaAs基"一镜斜置三镜腔"光探测器,采用分子束外延(MBE)技术在GaAs衬底上直接生长高质量的GaAl/AIAs分布布拉格反射镜(DBR)和InOaNAs/GaAs多量子阱吸收层,实现了单片集成的GaAs基长波长"一镜斜置三镜腔"光探测器.探测器的峰值响应波长位于1298.4 nm,光谱响应线宽(FWHM)为1.0 nm,量子效率为3%,在零偏压下其暗电流密度为3.75×10 13A/μm2.     

InP基一镜斜置三镜腔型光电探测器理论分析及实验研究

介绍了一种新型长波长InP基一镜斜置三镜腔型（OMITMiC）光电探测器，并对其进行了数值模拟。介绍了该光电探测器的两项关键制备工艺。首先，利用动态掩膜湿法腐蚀技术，通过调节HCl：HF：CrO3腐蚀溶液的选择比。在与InP晶格匹配的In0.72Ga0.28As0.6P0.4外延层上制备出了不同倾角的楔形结构。其次，利用选择性湿法腐蚀技术，通过FeCl3；H2O溶液对In0.53Ga0.47As牺牲层的腐蚀，制备出了具有InP／空气隙的高反射率分布式布拉格反射镜（DBR）。     

一种具有平顶陡边响应的InP基长波长可调谐光探测器的设计

在一镜斜置三镜腔型光探测器的基础上提出了一种适用于波分复用系统的具有平顶陡边响应的可调谐光探测器结构.该器件由双半波滤波器结构的滤波腔和具有斜镜结构的吸收腔构成,实现了量子效率与光谱响应线宽间的解耦,具有高响应速度与高量子效率;同时,其光谱响应具有良好的平顶陡边特性和窄的光谱响应线宽,并且具有较大的调谐潜力.     

新型光电探测器的研究

针对RCE光电探测器存在的问题提出两种解决方案。将InP／空气隙的分布布拉格反射镜(DBR)结构引入RCE光探测器,只用1．5对InP／空气隙计算反射率约为95％,解决了长波长反射镜制备问题。所制备的器件,在波长1．585μm处获得了约54．5％的峰值量子效率,以及8GHz的3dB响应带宽。另一种引入斜镜结构解除了量子效率与超窄光谱响应线宽的相互制约。     

新型的波长选择波导光电探测器的研究

提出了一种新型的具有波长选择性的波导型(WG)光电探测器(PDs)与即谐振波腔选频斜镜耦合包芯波导(RICEWG)。对其工作原理进行了详细的理论分析和数值模拟,提出了优化设计方案,讨论了实现方法。结果表明,这种结构具有使量子效率与响应带宽和光谱响应线宽同时解耦的优点;可以获得<1nm的光谱响应线宽同时保持>80%的量子效率,并且可以分别优化光谱响应线宽和量子效率。     

面向空间应用的四象限探测器筛选系统

空间科学仪器广泛使用基于四象限光电探测器的太阳导行镜指向跟踪系统来实现对日精确指向控制。为满足对日指向高精度高稳定性需求,提出面向空间应用的四象限光电探测器筛选方法,研制针对四象限光电探测器的筛选系统。通过对比筛选试验前后四象限探测器的暗电流、响应度及象限响应度均匀性等参数变化,依据判别准则分析探测器的空间环境适应性,剔除可能存在的早期失效或性能差异变化较大的探测器。试验结果表明：研制的筛选系统具有高准确度,系统前端等效输入电流噪声为0.58 f Arms,通过筛选试验后依据评估标准最终优选的四象限光电探测器各通道暗电流绝对值最大值为6.08 p A,各通道的响应度变化最大值为0.716%,各象限响应度非一致性筛选前后变化最大值为1.24%。最终将该四象限探测器应用至太阳导行镜指向跟踪系统上,满足航天环境条件的使用要求。该筛选装置及筛选方法可实现对面向空间应用的四象限光电探测器的筛选,且对其他光电器件筛选具有借鉴意义。     

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,还分析了入射光的入射角和偏振态对平顶陡边响应的RCE光电探测器响应曲线的影响.     

红外激光辐照下光电探测器光谱响应度的研究

响应度R是反映探测器性能的一项重要指标.当光电探测器被激光损伤后,其响应度R将会下降.文中探讨了强激光对光电探测器的损伤机理,对不同功率密度强激光作用下探测器的光谱进行了测量,研究了探测器在强激光辐照下探测器响应度变化规律.对光电对抗以及光电探测器的抗激光损伤研究具有一定的参考价值.