非线性GaAs光电导开关的瞬态特性分析

基于能量守恒原理推导出非线性GaAs光电导开关电路的差分公式,代入实验数据计算出开关的瞬态电压、电阻、功率.该方法解决了长期以来非线性GaAs光电导开关的瞬态特性难于测量的问题.通过GaAs光电导开关的瞬态电压曲线知,在锁定期间开关平均电场强度总是大于耿氏阈值,并随时间单调递增.通过对比开关与其电路电源的瞬态功率曲线,证明了电源功率不足是导致GaAs光电导开关从锁定状态进入自关断状态的根本原因,因此提出了在锁定期间通过改变电路的功率分布使开关可控关断的思想.     

非线性GaAs光电导开关的瞬态特性分析

基于能量守恒原理推导出非线性GaAs光电导开关电路的差分公式,代入实验数据计算出开关的瞬态电压、电阻、功率.该方法解决了长期以来非线性GaAs光电导开关的瞬态特性难于测量的问题.通过GaAs光电导开关的瞬态电压曲线知,在锁定期间开关平均电场强度总是大于耿氏阈值,并随时间单调递增.通过对比开关与其电路电源的瞬态功率曲线,证明了电源功率不足是导致GaAs光电导开关从锁定状态进入自关断状态的根本原因,因此提出了在锁定期间通过改变电路的功率分布使开关可控关断的思想.     

高倍增GaAs光电导开关的光激发电荷畴模型

结合实验中观察到的光激发电荷畴现象,提出光激发电荷畴理论模型描述高倍增GaAs光电导开关的瞬态特性,讨论了高倍增GaAs光电导开关的非线性特性如上升时间、时间延迟和光能、电场阈值,光激发电荷畴的成核、生长以及畴内发生的碰撞电离和辐射复合决定了高倍增GaAs光电导开关的引发和维持相,理论计算结果与实验测试相符合.     

激光触发GaAs光电导开关非线性现象的实验研究

实验研究了光电导开关的非线性现象,结果表明用半导体激光脉冲串触发光电导开关,在保持激光触发GaAs光电导开关实验条件不变的情况下,产生非线性的电阚值会不断降低.测量和比较试验前后光电导开关暗电阻,初步表明产生非线性的电阈值降低,是光电导开关因光照和产生非线性引起内部材料物理机制发生变化所致.     

高倍增GaAs光电导开关的光激发电荷畴模型

结合实验中观察到的光激发电荷畴现象 ,提出光激发电荷畴理论模型描述高倍增 Ga As光电导开关的瞬态特性 ,讨论了高倍增 Ga As光电导开关的非线性特性如上升时间、时间延迟和光能、电场阈值 ,光激发电荷畴的成核、生长以及畴内发生的碰撞电离和辐射复合决定了高倍增 Ga As光电导开关的引发和维持相 ,理论计算结果与实验测试相符合     

高倍增GaAs光电导开关的光激发电荷畸模型

结合实验中观察到的光激发电荷畸现象,提出光激发电荷畸理论模型描述高倍培GaAs光电导开关的瞬态特性,讨论了高倍增GaAs光电导开关的非线性特性如上升时间、时间延迟和光能、电场阈值,光激发电荷畸的成核、生长以及畸内发生的磁撞电离和辐射复合决定了高倍增GaAs光电导开关的引发和维持相,理论计算结果与实验测试相符合。     

微带线不连续性对光电导开关非线性特性的影响

实验对自行研制的全固态同轴―微带型横向半绝缘砷化镓(SI-GaAs)光电导开关传输特性进行了研究：当偏置电压达到一定阈值时,普通开关进入了非线性锁定（Lock-on）工作模式;在相同实验条件下,当微带线出现不连续时,输出的电脉冲波形没有出现锁定现象;分别用空气击穿的流注模型和微带线等效电容机理分析了微带线不连续效应引起整个开关电路性能变化及抑制开关Lock-on效应的原因。     

半绝缘GaAs光电导开关中光激发电荷畴的猝灭畴模式

在半绝缘GaAs光电导开关币发现了光激发电荷畴的猝灭畴模式.分析指出畴猝灭是由于畴在渡越中开关的瞬时电场低于畴的维持电场引起的,并指出在开关电场低于非线性光电导开关阈值电场条件下,在到达阳极前畴的猝灭可导致开关输出电流的振荡频率高于畴的渡越时间频率.根据开关上作电路条件及畴特性给出了猝火畴模式的等效电路,计算了相应的电路参数,计算结果与实验基本吻合.该研究为提高光注入畴器件的振荡频率及工作效率提供了理论和实验依据.     

半绝缘GaAs光电导开关中光激发电荷畴的猝灭畴模式

在半绝缘GaAs光电导开关中发现了光激发电荷畴的猝灭畴模式. 分析指出畴猝灭是由于畴在渡越中开关的瞬时电场低于畴的维持电场引起的,并指出在开关电场低于非线性光电导开关阈值电场条件下,在到达阳极前畴的猝灭可导致开关输出电流的振荡频率高于畴的渡越时间频率. 根据开关工作电路条件及畴特性给出了猝灭畴模式的等效电路,计算了相应的电路参数,计算结果与实验基本吻合. 该研究为提高光注入畴器件的振荡频率及工作效率提供了理论和实验依据.     

Analysis of Damage Induced by Repetition-Frequency Optical Pulse in Semi-insulating GaAs PCSS's Material

通过波长为1064 nm的重频激光光脉冲触发半绝缘GaAs光导开关损伤测试实验,观察脉冲激光触发过程中光电导开关电阻率的变化,对比低重频(＜1 kHz)和高重频的激光脉冲对GaAs光电导开关芯片的损伤阈值,分析了不同重复频率的激光脉冲引起光导开关芯片材料光损伤的主要原因,并探讨了损伤机理.研究表明,在重复频率激光作用下GaAs光导开关芯片材料的破坏阈值比在单脉冲作用下低,且不同重复频率的激光辐照下材料表面的温升速率不同.当激励光脉冲重复频率较低(＜1 kHz)时,芯片内的温升效应不显著,此时光损伤与重复频率无明显依赖关系,主要损伤机制为微损伤累积;而当重复频率较高时,开关材料内热积累引起的损伤占主要地位.     

高倍增超快高压GaAs光电导开关触发瞬态特性分析

首次提出"发光畴"模型对强电场下GaAs光电导开关高倍增工作模式的物理机制进行解释.其要点是:光注入载流子引起开关电场畸变,开关偏置在触发电场阈值下因负阻效应产生高场畴,畴内发生碰撞电离引起载流子的雪崩倍增,相伴而生的辐射复合发射光子替代了已消失的触发光脉冲,畴的运动与发光使载流子以10⁸cm/s的速度穿越电极间隙,畴生存条件决定Lock-on电场,当外电路的控制使开关电场不能维持畴的生存时,开关电阻恢复.     

DEVELOPMENT OF PHOTOCONDUCTIVE SWITCH AND ITS APPLICATIONS

The picosecond photoconductive switches are developed and used to detect the pulse laser waveform. By using the photoconductive switches, an novel lab model of ultra-wide band(UWB) radar is also developed. The experimental results are given to show the performances of the switches and the UWB radar.     

Optoelectronic time division multiplexing

The concept of using optoelectronic (photoconductive) switches as the sampling element in time division multiplexing is introduced in the context of VLSI off-chip data transmission. A 4:1 multiplexer was fabricated in Cr : GaAs, activated by a GaAs laser via optical fibre delay lines and operated at 2.5 Gbit/s.     

Experimental 6-GHz frozen wave generator with fiber-optic feed

Experimental results from an optically activated 6 GHz frozen wave generator (FWG) test device are presented. The several system components needed to produce a low-cost monolithic pulsed power source suitable for large phased arrays are demonstrated. Static electric energy stored in 50 ohm microstrip transmission lines is released by fast GaAs photoconductive (PC) switches activated by 50 picosecond laser pulses distributed over fiber-optics. The present device is of hybrid construction, using commercial fiber-optic pigtailed integrated optic couplers and semi-insulating (SI) GaAs metal-semiconductor-metal (MSM) photoconductive switch chips bonded into microstrip. However, exclusive of the laser, the design lends itself to monolithic microwave and integrated optic techniques especially at high frequencies. Experimental test results compare well with circuit simulation predictions, showing that hybrid techniques introduce negligible parasitics at the design frequency. Lower resistance PC switches are needed to fully demonstrate the high power performance capabilities of this type of device     

Ultrafast pulse generation in photoconductive switches

Carrier and field dynamics in photoconductive switches are investigated by electrooptic sampling and voltage-dependent reflectivity measurements. We show that the nonuniform field distribution due to the two-dimensional nature of coplanar photoconductive switches, in combination with the large difference in the mobilities of holes and electrons, determine the pronounced polarity dependence. Our measurements indicate that the pulse generation mechanism is a rapid voltage breakdown across the photoconductive switch and not a local field breakdown     

皮秒光导开关的研制及其应用

本文介绍了研制GaAs:Cr,InP:Fe光导开关的过程,实验显示了开关对光的响应特性,利用光导开关来探测皮秒光脉冲的波形,并且利用光导开关的原理研制成新型的超宽带雷达实验室模型,实验显示了它的脉冲辐射和接收波形。     

新型超宽带脉冲源

研制出ＧａＡｓ：Ｃｒ，Ｆｅｐ：Ｆｅ光导开关，利用光导开关产生高功率皮秒脉冲，实验显示了所产生的皮秒脉冲波形，此种新型超宽带脉冲为研制超宽带雷达提供新型的脉冲源。     

利用光导开关产生瞬态电脉冲研究

介绍了利用高阻特性的GaAsI、nP:Fe材料研制光导开关的方法,并得出光导开关在产生低功率皮秒电脉冲、高功率纳秒电脉冲及产生电脉冲的稳定性与输入、输出电压比等性能参数测试的实验结果。最后,介绍了光导开关处于线性与非线性临界状态下的几个重要实验新现象。     

光电导开关非线性模式下光电延迟现象分析

报道了在高偏置电压下半绝缘GaAs光导开关进入非线性模式并产生光电延迟的实验结果.分析了非线性模式下光电延迟现象,指出半导体材料深能级杂质的俘获作用是产生光电延迟的主要原因;计算了由于电荷畴传输引起的光电延迟时间,得到与实验相吻合的结果.