流图法在光探测器芯片高频特性测量校准上的应用

在采用光调制法测量光探测器芯片高频响应特性的过程中,测试系统往往忽视光调制器响应、高频探针衰减以及端口间失配等误差中的一项或几项.为了降低校准不完善对结果造成的误差,文中提出了基于信号流图的系统校准分析方法,考虑了各种频响误差及端口间失配的影响,推导出校准公式.利用该法对一种光探测器的典型测试系统--基于LCA(lightwave component analyzer)的测试系统做了进一步校准分析,在130MHz～20GHz范围内,测量了一种新型光探测器的高频响应参数S21,结果表明经流图法校准的S21参数比仅使用原有校准算法有明显改善,证明了该方法的可行性.     

光外差法测量光探测器频率响应的系统校准

通过实验证明了光外差法测量光探测器频率响应特性的一种校准方法的有效性.首先根据光外差法的基本原理详细推导了光探测器频率响应的表达式.发现了激光器调谐过程中的输出不稳定性是影响光外差法测量光探测器频率响应特性结果准确性的主要原因.激光器的输出不稳定性主要表现在输出光的偏振方向、光功率以及光谱不稳定造成的拍频信号线宽变化.实验对两个3dB带宽分别为10GHz和50GHz的探测器进行测量,逐一比较了采用与没有采用相应校准方法的结果,验证了该校准方法的有效性.     

SOI基栅控横向PIN蓝紫光探测器温度特性研究

通过模型构建、数值计算和软件模拟,对绝缘衬底上的硅(SOI)基栅控横向P-I-N(通用结构)蓝紫光探测器在-25～75℃的电流-电压(I-V)特性进行研究。构建温度对栅极电压影响的解析模型,通过数值计算与软件模拟,验证模型的有效性。利用SILVACO软件中的ATLAS模块对不同温度下的沟道表面电子浓度、光电流、暗电流、信噪比(SNR)等特性进行模拟仿真。结果表明,沟道表面电子浓度和暗电流随温度的升高而增大,温度对光电流的影响不明显,信噪比随温度的升高而减小,在温度T=-25℃,栅极电压为1.44V时,SNR达到最大值6.11×10~5;在T=75℃,栅极电压为2V时,SNR达到最小值为1.064×10~3。     

流图法在光探测器芯片高频特性测量校准上的应用

在采用光调制法测量光探测器芯片高频响应特性的过程中,测试系统往往忽视光调制器响应、高频探针衰减以及端口间失配等误差中的一项或几项.为了降低校准不完善对结果造成的误差,文中提出了基于信号流图的系统校准分析方法,考虑了各种频响误差及端口间失配的影响,推导出校准公式.利用该法对一种光探测器的典型测试系统--基于LCA(lightwave component analyzer)的测试系统做了进一步校准分析,在130MHz～20GHz范围内,测量了一种新型光探测器的高频响应参数S21,结果表明经流图法校准的S21参数比仅使用原有校准算法有明显改善,证明了该方法的可行性.     

高性能硅光电探测器设计及温度特性研究

采用适当的器件工艺和特制2 mm厚无附加镀层光学玻璃滤光片,使所研制的绿光Si光电探测器的最大量子效率η达到91%,光响应信噪比(SNR)大于1×104.对该Si光电探测器在零偏下的光电流温度特性进行了测量,并对结果做了较深入的理论分析.     

光探测器芯片的高频特性测量

为了克服用共面探针测量光探测器芯片的高频特性对电极结构的限制．提出了一种精确测量光探测器芯片的阻抗和频率响应的新方法。对于任意电极结构的探测器芯片，首先把芯片与测试夹具连接，通过一系列的校准和测量，可以得到夹具的S参数，进而利用微波理论扣除整个测试夹具的影响，得到探测器芯片的S参数，计算出光探测器的阻抗和频率响应特性。用该方法对P极和N极共面的光探测器芯片的阻抗和频率响应特性进行了测量，并与直接用微波探针测量的结果相比较，验证了该方法在50MHz～16GHz的频率范围内的正确性。     

基于MOSFET漏电流温度特性的室温红外探测器

基于MOSFET的漏电流温度特性，提出了一种可与CMOS工艺兼容的新型室温红外探测器。它采用在SOI衬底上实现的MOSFET作为探测红外灵敏元，在MOSFET的钝化层上制作可提高红外吸收率的光学谐振腔，并利用硅微机械加工技术将SOI的隐埋氧化层悬空，形成热绝缘微桥结构。MOSFET在担当探测红外辐射灵敏元的同时，又作为放大处理电路的一部分，简化了电路。分析表明，探测器的探测率可高达10^9-10^10cmHz^1/2W^-1.     

光擦除双光束耦合的温度特性

建立了光擦了作双光束耦合理论的简单模型，引入了响应强度概念及描述参量，数值计算了响应强度的温度特性，对Ｃｅ：ＫＮＳＢＮ晶体给出了光擦除双光束耦合温度特性的实验结果。     

内调制光敏管非线性及温度特性的补偿系统

介绍一种在内调制光探测器的基础上采用单片机系统对其输出信号进行收集并处理，构成二次仪表的实现方法。该方法大大地改善了内调制光敏管探测器的非线性及温度特性，且避免了常规硬件补偿的弊端。     

双掺杂单结型p-n结空间电荷区静态特性理论及其实用

用一新的工艺解析模型求得双掺杂单结型p—n结空间电荷区静态特性的一般理论。基于对C—V曲线之“∫”形陡变区的定量分析,阐述了该理论在电调变容管中的实用结果,还给出器件的优化设计考虑。     

CMOS工艺制作的横向多晶硅p+p-n+结的温度特性及其应用

应用标准CMOS工艺制作了横向多晶硅p p-n 结,对其正向电流-电压的温度特性进行了理论分析和实验研究.实验结果表明:横向多晶硅p p-n 结的理想因子为1.89;在室温附近(T=27 ℃),恒定的正向偏置电流(1 μA)工作条件下,横向多晶硅p p-n 结正向压降的温度变化率约为-1.5 mV/K,与理论计算值相吻合;并且应用横向多晶硅p p-n 结正向压降的温度特性,研制成功非致冷红外微测辐射热计, 其黑体响应率Rbb(1 000 K,10 Hz)=4.3×103V/W.     

HgCdTe光伏器件反常I－V特性分析

对ＨｇＣｄＴｅ光伏器件研制中出现的光电二极管伏安特性反常现象提出了寄生ｐ－ｎ结模型，并以此模型为基点，结合工艺实验对此现象进行了解释和分析。     

开路p－n结对近邻光电二极管特性的影响

对ｐ－ｎ结邻近有大面积受光开路ｐ－ｎ结的光电特性进行了理论和实验分析。结果表明，这种结构不能改善光敏器件的灵敏度和探测率，而且由于大面积受光开路ｐ－ｎ结的存在，器件的灵敏度和探测率比相同面的单个ｐ－ｎ结小。     

开路p－n结对近邻光电二极管特性的影响

对ｐ－ｎ结邻近有大面积受光开路ｐ－ｎ结的光电特性进行了理论和实验分析。结果表明，这种结构不能改善光敏器件的灵敏度和探测率，而且由于大面积受光开路ｐ－ｎ结的存在，器件的灵敏度和探测率比相同面的单个ｐ－ｎ结小。     

垂直p-n结的碲镉汞光伏探测器暗电流特性分析

如何提高碲镉汞焦平面探测器的制备工艺,降低暗电流直接关系到探测器的噪声和灵敏度.本文对所研制的垂直结碲镉汞光伏探测器在工作条件下的暗电流大小和构成机制进行了模拟分析,理论计算结果和实验结果吻合很好.分析结果进一步反馈了工艺中存在的问题,这对改进工艺、提高器件性能有重要的理论指导作用.     

环孔p-n结理论分析

在对环孔p-n结作近似假设的基础上,忽略了产生-复合电流、隧穿电流和表面复合电流的影响,假设在低温下扩散电流起主要作用,并认为电极与结区之间的接触为欧姆接触,建立了环孔p-n结的电流模型.根据此模型得出了环孔p-n结的电流密度方程和R0A的计算表达式,由于n区空穴的电流密度相对p区要小得多,在简化的表达式中忽略了n区电流密度的影响.最后对上述结果进行了数值分析和计算,分别做出了R0A在中波和长波波段随温度和截止波长变化曲线.从曲线可以得出:当截止波长在中波波段3～5 μm时,77～150 K的温度范围都可以使用,但只有在130 K或更低的温度下才有较好的性能.目前在中波段的R0A值已经达到109Ωcm2,比理论值要低2～3个数量级;对于8～10.4 μm波段,120 K以下都有性能,而10～14 μm波段,要工作在100 K温度之下.     

内调制微光探测系统的非线性及温度特性的实时补偿

介绍了一种使用新型内调制光电探测器作为探测单元的高精度微光探测系统，利用单片机对系统的模拟信号进行数据采集并处理，极大地改善了内调制微先探测系统的非线性和漫度漂移特性，避免了常规硬件补偿的弊端，提高了系统的测量精度。