用1064nm激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关的奇特光电导现象

报道了用1064nm激光脉冲触发半绝缘GaAs光电导开关的一种奇特光电导现象.GaAs光电导开关的电极间隙为4mm,当偏置电场分别为2.0和6.0kV/cm时,用脉冲能量为0.8mJ,宽度为5ns的激光触发开关,观察到开关输出的线性和非线性工作模式.当偏置电场增至9.5kV/cm,触发光脉冲能量在0.5～1.0mJ范围时,观察到奇特的光电导现象,开关先输出一个线性电脉冲,经过大约20～250ns时间延迟后,触发光脉冲消失,开关又输出一个非线性电脉冲.这一奇特光电导现象的物理机制与半绝缘GaAs中的反位缺陷和吸收机制有关.分析计算了线性与非线性电脉冲之间的延迟时间,结果与实验观察基本吻合.     

用1553nm激光脉冲触发GaAs光电导开关的研究

用1553nm飞秒光纤激光器触发半绝缘GaAs光电导开关的实验表明,当光电导开关处于3.33～10.3kV/cm的直流偏置电场并被脉冲宽度200fs且单脉冲能量0.2nJ的激光脉冲照射时,开关表现为线性工作模式,开关输出峰值电压为0.8mV.分析表明,开关对波长为1553nm触发激光脉冲表现出的弱光电导现象起因于半绝缘GaAs材料EL2深能级的作用.     

用1553nm激光脉冲触发GaAs光电导开关的研究

用15 5 3nm飞秒光纤激光器触发半绝缘GaAs光电导开关的实验表明,当光电导开关处于3 33～10 3kV/cm的直流偏置电场并被脉冲宽度2 0 0fs且单脉冲能量0 2nJ的激光脉冲照射时,开关表现为线性工作模式,开关输出峰值电压为0 8mV .分析表明,开关对波长为15 5 3nm触发激光脉冲表现出的弱光电导现象起因于半绝缘GaAs材料EL2深能级的作用.     

触发光脉冲对光电导开关响应速度的影响

实验测试了触发光脉冲对光电导开关响应速度的影响;建立了满足光导开关触发光脉冲参量的光生载流子速率方程,并模拟出光生载流子浓度随触发光脉冲、脉冲宽度的变化规律,分析了光脉冲对光电导开关响应速度的影响及引起输出电脉冲上升沿变化的原因.     

雪崩模式下的体结构GaAs光导开关

利用能量较低的脉冲激光二极管,在较高场强下触发GaAs光导开关,使其工作于雪崩模式,从而产生纳秒上升前沿的快脉冲电压。GaAs光导开关采用垂直体结构设计,芯片厚度为2 mm,电极形状分别为圆环和圆面,触发光脉冲从圆环穿过。快脉冲产生由同轴Blumlein脉冲形成线完成。对基于GaAs光导开关的同轴Blumlein脉冲线进行了模拟仿真和实验,当充电电压超过8 kV(40 kV/cm)后,开关开始了雪崩工作模式。当充电电压约为15 kV(75 kV/cm)时,在50 Ω负载上获得了约11 kV的脉冲电压,实验波形与仿真波形一致。对开关抖动进行了测试,其测试结果显示开关充电电压对抖动影响很大,随着开关偏压增加,开关抖动减小,开关获得了最小抖动约700 ps。     

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.     

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.     

GaAs光导开关的热击穿实验研究

基于光导开关的热效应，本文对ＧａＡｓ光导开关的热击穿现象进行了实验研究。     

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.     

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.     

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。     

光导开关实验研究

介绍了光导开关的加工过程与测试设计,报道了光导开关分别在纳秒与皮秒激励脉冲光源激发下,处于线性工作模式时实验结果。根据实验结果,该文对光导开关的物理机理、测试电路、开关的机械结构及加工工艺等问题作了分析。     

采用多晶硅制造高速光导开关(Au:Si-PCSS)的研究

首次报导采用多晶硅制造高速光导开关取得缩短寿命至10ns以下并改善光控灵敏度。分析了原理并涉及工艺等问题。文中对GaAs与Si两种材料的PCSS作了比较。     

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.     

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     

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.     

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.