大功率超快半导体光电导开关的触发瞬态特性

报道了用ns和fs超快脉冲激光器触发GaAs光电导开关的实验结果.用μJ量级的ns光脉冲触发3mm间隙的GaAs光电导开关,观察到线性和非线性工作模式,峰值电流达560A.当用重复率为76MHz的fs激光脉冲串触发同一器件时,电流脉冲上升时间小于200ps.     

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.     

环形脉冲发生器中的超快光电导开关

一种新型的由电压充电传输线(VCTL)及本征硅光电导开关组成的极快电脉冲发生器巳研制成功。采用波长为1.06μm、脉宽为80ps的激光脉冲激励环形电路中的开关,可以获得具有极快上升下降沿(小于200ps)、宽度决定于环形线长、开关效率决定于负载的纳秒方波脉冲。     

高压超快GaAs光电导开关的研制

本文首次报导了采用全固态绝缘，微带线低电感输出的Ｓｉ－ＧａＡｓ高压超快光电导开关的研制结果，该器件的耐压强庶３５ｋＶ／ｃｍ，典型的电流脉冲上升时间为２００ｐｓ，电流达１００Ａ。并在实验中观测到典型的高倍增现象。     

LT—GaAs飞秒光电导特性

采用飞秒脉冲光电探测技术研究低温生长砷化镓光电导开关超快瞬态响应特性.实验测得不同激发波长或偏置电压下LT-GaAs光电导开关瞬态响应驰豫时间约350～390fs,由实验数据计算得到电子迁移率约1000cm     

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.     

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.     

半绝缘GaAs光电导开关的击穿特性

研究了在不同触发条件下半绝缘GaAs光电导开关的击穿特性 .当触发光能量和偏置电场不同时 ,半绝缘GaAs光电导开关的击穿损坏程度也不同 ,分别表现为完全击穿、不完全击穿和可恢复击穿三种类型 .通过对击穿实验结果的分析认为 ,电子俘获击穿机制是导致半绝缘GaAs光电导开关击穿损坏的主要原因 .偏置电场和陷阱电荷所产生热电子的数量和动能决定了Ga—As键的断裂程度 ,Ga—As键的断裂程度则反映半绝缘GaAs光电导开关的击穿类型     

用光电导开关产生超宽带电磁辐射的研究

用全固态绝缘结构的横向型半绝缘GaAs光电导开关,在高重复频率飞秒激光脉冲触发下产生超快电脉冲串,经过微带同轴过渡连接至宽带微波天线进行了超宽带电磁辐射和接收的实验,测试了辐射波形及频谱分布,得到了上升时间为200ps、脉宽500ps、重复频率82MHz、辐射频带宽度达6.0GHz以上的电磁波,分析了用光电导开关进行宽带辐射的机理和特性.     

一种光导开关线路功率合成方法

本文针对提高光导开关输出辐射功率的问题,尝试性地提出了一种基于电子线路的功率合成方法,采用双电容分别对两个光电开关进行驱动,简化了功率合成的电路设计,实验结果表明通过串联倍压对光导开关输出功率进行合成是可行的,且合成效率高.     

不同激光二极管能量触发下GaAs 光导开关研究

GaAs 光导开关在较高的场强下可工作于雪崩模式,为此设计了异面体结构的GaAs 光导开关以提高开关场强。 设计的开关芯片厚度为2mm,电极间隙为3mm,利用半导体激光二极管对开关进行了触发实验。当开关充电电压超过 8kV 后,开关输出脉冲幅度显著增强,输出脉冲前沿快于光脉冲,开关开始了雪崩工作模式,且随着开关电场不断增加, 开关输出电压幅值也线性增加。在不同触发能量下,开关输出电压幅值和波形基本没有改变,但在较高的触发能量和高 的偏置电场下,开关抖动较小,实验中开关获得的最小抖动约500ps。     

GaAs光导开关暗态击穿原因分析

光导开关(PCSS)在暗态耐压测试中耐压值低于理论值.根据GaAs材料特性,分析了暗态下光导开关的击穿机理.指出碰撞电离与电流控制负微分迁移率效应是导致开关击穿的直接原因.使用Silvaco半导体仿真软件对模型进行了模拟计算,结果表明温度显著影响电场、载流子浓度分布,引起碰撞电离等效应加剧,造成器件耐压值偏低.仿真结果与实验值基本相近,室温下耐压水平为33～40 kV/cm.光导开关击穿特性与温度密切相关,改善光导开关散热条件可提高开关耐压水平.     

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.     

激光腔镜兼作GaAs光导开关和储能电容

报道用一块砷化镓基片兼作激光腔镜、光导开关和储能电容，制作千伏级纳秒脉冲发生器的实验结果。对所介绍的三功能元件的光学和电子学性能以及三种功能之间的相互影响进行了讨论。