GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱红外探测器光谱特性的研究

采用MBE法制备了不同结构参数及不同阱中掺杂浓度的GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器外延材料。通过对量子阱红外探测器材料特性和器件特性的实验测试及理论分析,研究了量子阱红外探测器的响应光谱特性,并通过薛定谔方程和泊松方程的求解,对掺杂对量子阱能级的影响做了研究。结果表明,由于应力导致的能带非抛物线性使得阱中能级发生了变化,从而引起吸收峰向高能方向发生了漂移,而阱中进行适度的掺杂没有对量子阱能级造成影响,光致发光谱实验结果与之吻合较好。在光电流谱的实验分析基础之上,分析了量子阱阱宽、Al组分与峰值探测波长λ的关系,为量子阱红外探测器的设计优化提供了参考。     

AlGaAs/GaAs量子阱探测器的吸收光谱研究

从定态Schrodinger方程出发,研究了不同Al组分和不同温度对宽量子阱红外探测器吸收光谱的影响。当体系的费米能级固定后,发现量子阱基态束缚能随着A1组分增长而变大,且相应的吸收光谱峰值趋于短波。环境温度对A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器的响应光谱影响不大。通过理论计算定量给出了A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器吸收光谱随量子阱阱宽、Al组分和温度变化的规律。     

基于带隙影响的量子阱红外探测器带宽的研究

量子阱红外探测器(QWIP)受到压强、掺杂浓度、温度等多种因素的影响,主要从温度对带隙影响方面进行了研究.以QWIP中的能级公式和能级间的电子跃迁为基础,首先通过GaAs和AlGaAs两种材料的带隙与温度的关系式,得到ΔEg随温度的变化情况;接着利用吸收波长的公式计算出三种跃迁下的吸收波长与温度的关系;最后结合光电流谱...     

传输矩阵法在多量子阱红外探测器结构设计中的应用

采用传输矩阵法对多量子阱结构导带子能级位置进行理论计算,确定其量子阱宽度、势垒高度等物理参数.用MBE设备进行GaAs/AlGaAs 多量子阱红外探测器结构材料的生长.利用傅里叶变换红外光谱仪对所制作的器件进行了光谱测量,不同外延材料的对比实验结果表明,器件的峰值响应波长与理论计算结果吻合较好;由传输矩阵法计算确定的多量子阱导带子能级位置而推算得到的响应波长与实际器件的响应波长有良好的一致性.     

量子阱红外探测器掺杂阱中能级的计算

量子阱中能级位置的确定是获得量子阱红外探测器其它设计参数的基础。为了提供足够的载流子跃迁,阱层一般为重掺杂层。重掺杂使半导体材料禁带宽度变窄,从而改变量子阱中能级的位置。通过对不同温度、量子阱区不同掺杂浓度条件下的量子阱材料PL 谱进行测量,得出PL 谱峰值波长对应的电子跃迁峰值能量,它与阱中基态能级的位置有关。分别计算了考虑和不考虑禁带变窄效应时的电子跃迁峰值能量,并与实验结果相比较,可以看出考虑禁带变窄效应时与实验结果相吻合,因此掺杂量子阱区能级的计算需要考虑禁带变窄效应,这样可以较为精确的得出阱中能级的位置。     

单轴压应变量子阱红外探测器吸收波长的研究

研究了单轴压应力对GaAs/AlGaAs/GaAs量子阱红外探测器(QWIP)吸收波长的影响。以量子阱电子干涉方法以及单轴压应力作用下量子阱应变理论为基础,分析了GaAs/AlGaAs/GaAs量子阱导带中子能级与应变的关系。理论上计算了单轴应力下四个QWIP吸收波长与应变的关系。结果表明,E1与E<1>能级之间的吸收波长和E(1)与EF能级之间的吸收波长随应变的增大而减小的幅度比E1与EF能级之间的吸收波长和E(0)与E1能级之间吸收波长随应变的增大减小的幅度大。     

质子注入和快速退火对GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的影响

利用质子注入和快速退火技术改变GaAs/AlGaAs 量子阱能级分布,使量子阱红外探测器的光电特性发生变化,在较大地移动了探测波长的同时,探测器的响应率、探测率以及暗电流特性也发生相应变化.在质子注入剂量为2.5×10     

快速热退火对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的修饰

应用快速热退火的方法将GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的峰值响应波长从7.7μm移动到8～14μm大气窗口内.通过测量单元器件的光电流谱、响应率和I-V特性,分析了快速热退火对GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器性能的影响.     

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的量子阱参数设计

量子阱参数如势阱宽度、势垒高度和阱中的掺杂浓度决定了阱中的能级分布及光学吸收,它和量子阱红外探测器(QWIP)的响应波长、暗电流、响应率、探测率等特性参数密切相关.为了使设计的QWIP达到预期的各种性能指标,对其各参量进行了精心设计.运用量子阱的第一激发态与势垒的高度接近时产生共振效应,进行了量子阱的优化设计,得出垒高和阱宽的关系.另外,根据器件光谱响应的要求,利用传输矩阵法计算出相应的量子阱参数.此设计方法在GaAs/AlGaAs长波-长波双色QWIP中得到了较好的验证.     

量子阱红外探测器响应峰值波长的Raman散射测量

通过测量多量子阱材料的Raman散射谱,可以预测出：由该种材料制出的量子阱红外探测器的响应峰值波长．它既不需要实际制出量子阱红外探测器,也不需要对多量子阱结构材料进行抛光处理,方法简便,结果可靠．     

Investigation on the emission wavelength of GaInNAs/GaAs strained compressive quantum wells on GaAs substrates

In this paper, we study the effect of the incorporation of nitrogen in strained GaInAs quantum well structures. We evaluate the influence of nitrogen on the conduction band energy by using the band anticrossing model. The incorporation of nitrogen appears to decrease the bandgap energy and increase the emission wavelength. The reduction of energy is due to the interaction of the energy of the conduction band with the level of nitrogen and more the concentration of nitrogen increases, more the energy of the band gap decreases. On the other hand, the emission wavelength increases, the advantage of the incorporation of nitrogen in such structures is to vary the wavelength between 0.980 and 1.3 μm while exploiting of course the composition of gallium, composition of nitrogen and the thickness of the quantum well. Less temperature insensitive devices are so intended to be fabricated.     

长波双色Al_xGa_(1-x)As/GaAs量子阱红外探测器的研制

介绍了长波双色AlxGa1-xAs/GaAs多量子阱红外探测器单元的设计、制作和测试。器件光敏面面积为300μm×300μm,光吸收峰值波长分别为10.8、11.6μm;采用垂直入射光耦合的工作模式,65K温度2V偏压下,两个多量子阱区的暗电流分别为4.23×10-6、4.19×10-6A;黑体探测率分别为1.5×109、6.7×109cm.Hz1/2/W;响应率分别为0.063、0.282A/W。GaAs基量子阱红外探测器(QWIP)材料生长和加工工艺成熟、大面积均匀性好、成本低、不同波段之间的光学串音小,使得AlGaAs/GaAsQWIP在制作多色大面阵方面具有明显的优势。     

GaAs/Al/sub x/Ga/sub 1-x/As quantum well infra-red photodetectors with cutoff wavelength lambda /sub c/=14.9 mu m

The longest wavelength quantum well infra-red photo-detector (QWIP) ever measured with a cutoff wavelength of lambda /sub c/=14.9 mu m is demonstrated when cooled to 10 K. Prospects for even longer wavelength detectors are promising.<>     

基于小波边缘检测的红外波长测温法研究

利用小波边缘检测的方法,通过对红外辐射能量与温度、波长关系的分析,推导出两个 具有普适意义的拐点波长位移公式,提出并论证了红外波长测温理论。理论证明,利用红外波长测温法测得的三个温度值具有互校性,可用来校验绝对黑体,并为红外测温提供了一种全新的方法。     

9-μm cutoff 256×256 GaAs/AlxGa1-xAsquantum well infrared photodetector hand-held camera

A 9-μm cutoff 256×256 hand-held quantum well infrared photodetector (QWIP) camera has been demonstrated. Excellent imagery, with a noise equivalent differential temperature (NEΔT) of 26 mK has been achieved. In this paper, we discuss the development of this very sensitive long wavelength infrared (LWIR) camera based on a GaAs/AlGaAs QWIP focal plane array and its performance in quantum efficiency, NEΔT, minimum resolvable temperature (MRTD), uniformity, and operability     

非同温对平面混合像元温度发射率分离的影响分析

在热红外光谱区域,假设非同温平面混合像元的发射率为r-emissivity,那么它的辐射温度是随波长变化的.以典型的由土壤和植被组成的非同温平面混合像元为例,分析了非同温对其辐射温度的影响,并给出体现辐射温度变化的可能的方法.利用模拟的热红外高光谱数据对该方法进行了验证,验证结果表明,该方法能够较好地刻画非同温平面混合像元辐射温度随波长的变化,提高了非同温平面混合像元r-emissivity的反演精度.     

动力舱红外成像火情探测系统

火情探测是特种车辆灭火抑爆系统的重要组成部分,火情探测能力的高低直接影响车辆及其内部乘载员的安全。现有动力舱火情探测系统主要利用温度传感器和非成像光学火情探测器,但由于动力舱结构复杂,环境恶劣,基于温度传感器的动力舱火情探测系统由于无法实现舱内空间全覆盖安装,因此容易产生火灾漏报现象,而非成像光学火情探测器由于灵敏度过高容易产生火情误报现象,动力舱应用甚少。与现有动力舱火情探测系统不同,设计了红外成像火情探测系统,采用测温热像装置和测温显控装置,能够实现对动力舱一定目标空间内的实时温度监控,通过温度识别算法和设定预警温度阈值、报警温度阈值,实现了高温预警功能和火灾报警功能。利用标准火焰测试平台对探测系统进行了实验测试,结果表明红外成像火情探测系统的火灾响应时间小于5 s,满足国军标的要求。该系统将火灾发生后的报警提升到火灾发生前预警,能够有效避免动力舱火灾漏报问题,保护特种车辆内部人员安全。     

Stable and widely tunable wavelength-spacing single longitudinal mode dual-wavelength erbium-doped fiber laser

In this paper, a novel and simple widely tunable wavelength-spacing single longitudinal mode (SLM) dual-wavelength erbium-doped fiber laser (EDFL) based on the tunable filter group, a passive feedback fiber ring (FFR) and saturable absorber (SA), is proposed and demonstrated experimentally. Experiment results show that the wavelength spacing can tune from 0.8 nm up to 17 nm, which has potential to generate terahertz (THz) waves by photo-mixing the lasing wavelengths in a high-speed photo-detector, and the maximum fluctuation of peak power of EDFL is less than 0.37 dB within 75 min and the optical signal-to-noise ratio is more than 30 dB at room temperature. In the absence of high-speed photo-detector, THz beat-note is also successively observed with the help of an autocorrelator. Moreover, dual-wavelength fiber laser can selectively realize one wavelength lasing by simply tuning filters.     

15-μm 128×128 GaAs/AlxGa1-xAsquantum well infrared photodetector focal plane array camera

In this paper, we discuss the development of very sensitive, very long wavelength infrared GaAs/Al_xGa_1-xAs quantum well infrared photodetectors (QWIPs) based on bound-to-quasi-bound intersubband transition, fabrication of random reflectors for efficient light coupling, and the demonstration of a 15-μm cutoff 128×128 focal plane array imaging camera. Excellent imagery, with a noise equivalent differential temperature (NEΔT) of 30 mK has been achieved     

Fe掺杂GaN中Fe相关缺陷发光特性研究

利用氢化物气相外延方法制备了 Fe掺杂GaN单晶.材料发光特性随掺杂浓度、温度和激发功率的变化规律表明,位于蓝光波段的发光与掺杂的Fe离子有关.随着Fe掺杂浓度的增加,红外波段发光强度将被抑制,而蓝光波段发光强度显著增加.在较高位错密度样品中,相比于蓝光,红外发光强度显著增加.掺杂样品的光致激发光谱进一步说明了 Fe离子相关的红外和蓝光发光能级跃迁特征及过程.结果表明GaN中的本征缺陷结构以及位错对Fe相关能级跃迁具有重要影响.