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.     

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。     

高倍增高压超快GaAs光电导开关中的光激发畴现象

本文首次报道了在临界触发条件下观察到的高倍增ＧａＡｓ光电导开关中的光激发畴现象．分析了畴的产生与辐射发光在Ｌｏｃｋ－ｏｎ效应中的作用．指出正是光激发畴的性质与行为决定了ＧａＡｓ光电导开关高倍增工作模式的典型现象和特性．     

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.     

GaAs光导开关lock-on模式的高倍增偶极畴模型

采用瞬态电脉冲测试电路,对砷化镓(GaAs)光导开关线性与锁定(lock-on)工作模式的临界状态进行了系统的实验测试,得到阈值条件附近波形变化情况及lock-on模式下电压转换效率显著提高现象.根据实验测试结果,提出了高倍增偶极畴模型,并结合载流子雪崩倍增理论,对实验观察到的若干临界实验现象进行了合理的解释.     

半绝缘GaAs光电导开关的延迟偶极畴工作模式

基于转移电子效应提出半绝缘光电导开关延迟偶极畴工作模式,理论分析了强场下开关的周期性减幅振荡.指出开关的周期性减幅振荡是由于外电路的自激振荡和开关的转移电子振荡共同作用引起的.开关的偏置电场在交流电场的调制下,当畴到达阳极时,开关电场下降到低于耿氏阈值电场ET而高于维持电场ES(维持畴生存所需的最小电场),开关将工作于延迟偶极畴模式.进而从理论和实验两方面指出半绝缘GaAs光电导开关是一种光注入畴器件,光生载流子的产生使得载流子浓度与器件长度乘积满足产生空间电荷畴所需的条件.     

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.     

光激发单极畴与耿氏偶极畴的物理机制比较

对比了半绝缘多能谷光电导开关中光激发单极畴和耿氏器件中偶极畴的物理机制. 从产生机理、电场分布、电子浓度、生长和演变过程等多角度阐述光激发单极畴的特性. 与偶极畴显著不同的是,光激发单极畴内仅有光生电子积累层,没有正离子层;光激发单极畴与光生空穴之间产生了一个与外加电场反向的电场,使畴前电场增强,畴头部电子浓度最高;光激发单极畴生长过程可以一直持续下去,终因电子碰撞电离演变为发光畴,如果碰撞电离达到雪崩强度,将演变为雪崩发光畴. 最后,本文用光激发单极畴模型解释了光电导开关非线性工作模式的超快上升沿、发光电流丝、电流锁定现象等重要实验现象.     

光激发单极畴与耿氏偶极畴的物理机制比较

对比了半绝缘多能谷光电导开关中光激发单极畴和耿氏器件中偶极畴的物理机制.从产生机理、电场分布、电子浓度、生长和演变过程等多角度阐述光激发单极畴的特性.与偶极畴显著不同的是,光激发单极畴内仅有光生电子积累层,没有上离子层;光激发单极畴与光生空穴之间产生了一个与外加电场反向的电场,使畴前电场增强,畴头部电子浓度最高;光激发单极畴生长过程可以一直持续下去,终因电子碰撞电离演变为发光畴,如果碰撞电离达到雪崩强度,将演变为雪崩发光畴.最后,本文用光激发单极畴模型解释了光电导开关非线性工作模式的超快上升沿、发光电流丝、电流锁定现象等重要实验现象.     

半绝缘GaAs光电导开关的延迟偶极畴工作模式

基于转移电子效应提出半绝缘光电导开关延迟偶极畴工作模式,理论分析了强场下开关的周期性减幅振荡.指出开关的周期性减幅振荡是由于外电路的自激振荡和开关的转移电子振荡共同作用引起的.开关的偏置电场在交流电场的调制下,当畴到达阳极时,开关电场下降到低于耿氏阈值电场ET而高于维持电场ES(维持畴生存所需的最小电场),开关将工作于延迟偶极畴模式.进而从理论和实验两方面指出半绝缘GaAs光电导开关是一种光注入畴器件,光生载流子的产生使得载流子浓度与器件长度乘积满足产生空间电荷畴所需的条件.     

Photovoltaic Response Characteristics of GaAs Photoconductive Switches Under High Gain Mode

Given is the experiment results in which the laser pulses of 1 046 nm and 532 nm are used to trigger the semi-insulation GaAs photoconductive semiconductor switch（PCSS） with an electrode distance of 4 mm. And made is an analysis of the switch＇s photovoltaic response characteristics under the high gain mode when the biased field is bigger than the Geng effect field. Also a theory is presented that the main reason for the photovoltaic pulse response delay is the transmission of charge domain, caused by the presence of EL2 energy level in the chip material. Finally, the transmission time of charge domain is calculated and a result that inosculates with the experiment is attained.     

半绝缘GaAs光电导开关亚皮秒传输特性的研究

 本文应用Ensemble-Monte Carlo方法模拟了半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关基于Auston等效电路亚皮秒传输特性.从载流子在开关体内的动态特性出发,研究了光电导开关在飞秒激光脉冲触发下光电导传输特性、电介质弛豫特性、开关储能特性以及开关工作模式;分析了非线性光电导开关对光能阈值和偏置电场阈值要求的物理机制.     

吸收因子对砷化镓高功率高速光导开关延迟时间的影响

本文用由于禁带变窄引起的吸收边漂移造成的电子吸收来研究了砷化镓高功率高速光导开关的延迟时间,给出了初始开态场、照射激光波长和温度对延迟时间的影响的简单公式.结果表明开关的半导体片对照射激光的吸收因子增大了开关的延迟时间,在计算中应该加以考虑.     

基于光纤光子晶体的高增益太赫兹光电导天线

研究了一种基于光纤光子晶体的高增益太赫兹光电导天线,利用腔体的高阶模式实现天线高增益。 首先,基于提出的光纤光子晶体高阶模式场分布,对光电导天线的辐射方向图进行有效预测分析。该高阶模式近似 于圆柱介质波导的HE11m 模式(m>1),可以同时调整光纤光子晶体高度与谐振频率,改变高阶模式的纵向场分布。 接着,利用介质波导理论,给出了光纤光子晶体在给定范围内谐振频率的解析计算方法。最后,对工作在上述高阶 模式下的光纤光子晶体光电导天线进行数值仿真分析。工作在HE118 模式下,光纤光子晶体高度为250 μm 的光电 导天线方向性可以达到15. 33 dBi。相比于传统基于半球硅透镜的太赫兹光电导天线,方向性提高了约3. 5 dBi。根 据仿真结果得出,在一定范围内利用光纤光子晶体的高阶模式,太赫兹光电导天线的增益可以明显提高。