基于2.5 Gbit/s应用长波长雪崩光电二极管

设计并制作一种基于2．5Gbit／s应用的分离吸收区和倍增区结构的InGaAs／InP雪崩光电二极管(avalanche photodiode,APD),该APD具有低击穿电压VBR(典型值为40 V)和低暗电流(反偏电压为0．9 VBR时典型值为1 nA)的显著特点,适合低工作电压的应用场合,如小型化的SFP和SFF光通信模块．组件测试结果表明,该APD具有高的饱和光功率和灵敏度,适用于2．5Gbit／s及以下光通信及测量系统中对1310 nm／1550 nm波长光的探测．     

CdS/Cu2O太阳能电池的制备及膜厚对光电性能的影响

采用水浴法和电沉积法制备CdS/Cu2O复合膜,组装成异质结薄膜太阳能电池。通过改变薄膜的厚度,测试了不同厚度的窗口层和吸收层对太阳能电池性能的影响。实验表明,在400 nm厚的CdS薄膜上沉积30次Cu2O薄膜,所获得的复合膜具有最大的填充因子FF(为0.42)和光电转换效率η(0.05%)。并通过实验发现,适当减少CdS窗口层的厚度,可以提高光的透射率,产生更多的光生载流子,提高了光电转换效率。适当增加Cu2O吸收层的厚度,可以提高光的吸收率,产生更多的光生载流子,提高了光电转换效率。     

APD激光回波信号探测电路系统研究

本文分析了APD光电探测系统的噪声，研究了APD激光回波信号探测系统的组成原理与电路设计问题，以及为提高探测灵敏度、降低误码率在电路设计方面所采取的技术措施。给出了具有实际应用价值的APD信号放大电路和控制时序逻辑电路原理图。对APD光电信号探测系统设计具有一定的指导意义。     

InP—APD反向击穿特性和倍增特性的研究

本文内容包括两个方面,一是对InP雪崩光电二极管(InP—APD)的反向击穿电压与倍增层载流子浓度的关系曲线从理论和实验两方面进行了研究和探讨,二是利用液相外延技术制做了 InP—APD,其最大倍增因子达到120,为进一步研制InGaAs/InGaAsP/InP SAGM-APD奠定了基础。     

InGaAs/InP APD探测器光电特性检测

建立了雪崩二极管的静态光电特性的自动测试系统。利用该系统对光敏面的直径为500 μm的台面型InGaAs/InP雪崩光电二极管(APDs)进行测试。测试结果表明,该APD器件在90%击穿电压下的暗电流为151 nA,在直径500 μm的光敏面上其光响应均匀性良好。提出一种测量雪崩二极管倍增因子的方法,只需利用普通的测量电流-电压的测试仪器,就可以获得开始倍增时的光电流,从而得到APD的倍增因子。通过该方法得到的InGaAs/InP APD器件最大倍增因子的典型值在10~100量级。     

基于雪崩二极管的光正交频分复用系统接收机

提出了一个完整的高灵敏度光正交频分复用(OOFDM)系统,以实现高速长距离传输。实验中,将10Gbit/s的4QAM调制OOFDM信号在光纤中传输了50km,直接探测后得到的星座图和误码率都达到了良好的效果。在此基础上,对比了采用雪崩二极管(APD)和传统的光电二极管(PIN)两种不同的探测方式,结果发现,使用APD探测使得OOFDM系统接收的灵敏度提升了5.2dB。     

数字光接收机灵敏度的研究

本文根据 Personick 光接收机理论,进行了进一步的探讨.经过理论推导得出了雪崩光电检测器(APD)的最佳倍增增益.同时,采用了较为精确的过剩噪声系数表达式,给出了灵敏度与暗电流的关系曲线.     

基于近红外光谱的炮口火焰检测方法研究

针对火炮出口处火焰光检测的问题,结合光电检测原理,从应用学角度出发,提出了一种基于硅光电池检测近红外火焰光的设计方法.利用精密仪表放大器对信号进行放大整形,通过嵌入式控制器将火焰光模拟信号AD转换的结果实时显示与存储.实验结果表明,该检测方法可实现对火炮出口处火焰光检测并能显示其光的强弱.     

高压空间电场强度的光电测量系统

介绍了一种新型的空间电场测量系统,该测量系统利用晶体的Ｐｏｃｋｅｌｓ效应对光束进行调制,且用ＬＥＤ作光源,光纤传输光信号,调制后的光信号反应了空间电场的大小,通过对光信号进行光电转换,信号检测,然后用单片机完成数据采集与处理,从而实现对电场的测量。     

基于分光原理快速测量细丝直径的方法

提出一种测量细丝直径的方法。基于光电转换原理,采用分光技术产生正比于被测细丝直径的差动电压,将差动电压放大并测量即可测出细丝直径;采用参考光负反馈法稳定光源的发光强度,从而消除漂移,提高测量精度。     

硅烷齐聚物光电流的Monte-Carlo模拟

用Monte-Carlo方法模拟了层状结构硅烷齐聚物的光电流衰减实验曲线,对于含小于12个硅原子的齐聚物,在电场作用下光生空穴载流子沿齐聚物链漂移的模型下,模拟结果与实验数据基本吻合.说明空穴在层状结构的齐聚物迁移过程中,链间俘获是限制空穴传输的主要因素.     

单色仪能量检测系统的设计

针对原子吸收分光光度计单色仪模块的光能检测,设计一套能量采集系统.由光电倍增管将元素灯发出的光能信号转换成脉动弱电压信号;设计二级放大电路及滤波电路,将弱脉动电压信号放大为直流电压信号,提高信号传输中的抗干扰性;采用高精度的AD转换器进行模数转换,并进行相应的软件滤波处理,得到高精度的能量信号;最后由上位机通过CAN总线与微控制器进行通信获取能量并进行吸光度处理.实际应用结果表明:该检测模块具有精度高、信噪比低和实时性好等优点,提高了系统的检测性能.     

高频1.09μm红外光电导衰减法测试硅单晶非平衡载流子寿命

红外高频光电导衰减法测试硅单晶少数载流子寿命是优越的方法;但使用GaAs:Si发光二极管(LED)时因其波长(0.94μ)太短不适宜作长寿命样品测试。理论分析和实验数据都证明1.09μm是测试硅单晶寿命的最合适波长,本文叙述了1.09μm红外高频光电导衰减法的测试技术,数值计算获得了光脉冲照射后硅中非平衡载流子的分布并绘出半无限样品的表面复合修正曲线。     

一种基于长余辉发光材料力的冲击传感器

长余辉发光材料的力致发光现象是近年来相关领域的研究热点之一,在力传感器特别是冲击力传感器领域有重要的应用前景。但是,力致发光现象的强度很弱,一般需高灵敏度的光电倍增管进行测量。为了解决这个问题,该文以共掺Dy和Eu的Al2 SrO4长余辉片材为冲击敏感单元,以一个APD雪崩光电二极管为光检测与放大元件,加上自行设计的弱电流检测模块与高压偏置电源,成功地观测到了小球冲击引起的长余辉发光材料的力致发光现象。装置体积小、重量轻、成本低,可以实现冲击力检测设备的小型化。     

微弱光电信号的检测与采集

针对光电倍增管接收微弱光电信号的检测问题,研究了基于H7712光电倍增管的微弱光电信号的检测与采集方法,研究光电检测技术原理,分析影响微弱检测信号的因素;利用高响应、低噪声OPA686设计信号放大处理电路,采用12位高精度A／D转换器设计信号采集电路．实验结果表明：本设计的电路可以对微弱光信号进行放大处理,响应的输入信号频率可以达到100kHz,可以探测到大于3mV以上的光信号．     

APD的混频性能受自身散热的影响

雪崩光电二极管(APD)在调频连续波激光雷达接收机中既能实现探测又能完成混频.为了研究APD在光电混频过程中是否受自身温度的影响,依据混频性能定义和已知的APD增益模型建立了混频性能模型,包括混频效率模型和混频信噪比模型.基于APD增益模型和混频性能模型,采用实验研究的方法,探究了APD混频性能受自身散热的影响.实验结果和理论分析一致表明,APD自身散热越差,即APD自身温度越高,其增益越小且混频性能越差,混频效率和混频信噪比都随着APD自身温度的升高而减小.     

基于AT89C51芯片控制的激光功率计的设计

为实时检测氦氖激光器的输出功率,设计一种基于AT89C51单片机作为控制平台的激光功率检测系统。该系统包括光电传感、信号处理,输出与显示模块,选用硅光电二极管作为光电转换传感探头,实现光信号的采集,在AT89C51单片机系统的控制下,对所采集信号进行处理,实现对波长为633nm激光器的激光输出功率的实时检测。测试结果表明,该系统具有良好的线性响应特性。     

制造硅光电探测器的锂扩散和漂移技术

本文介绍了制造硅光电探测器的锂扩散和漂移技术,这种探测器是为接受1.06μm波长的光而设计的,由于锂的特殊性质不能采取常规的扩散技术,而是在真空镀膜机中进行,漂移是在恒温箱中加一定电压来完成。经过漂移可使探测器的峰值响应波长移向1.06μm。本文也从理论上计算了漂移补偿区的厚度,与实验值基本符合。     

有机发光器件中载流子复合特性的数值模拟

考虑单层有机发光器件中注入载流子在电场作用下的漂移运动和Langevin复合,将注入特性量化为电极与有机层接触处的电流密度比,计算了有机层中的电场强度、载流子浓度和复合率分布,研究了注入特性、载流子迁移率及有机层厚度对载流子复合性能的影响。结果表明:正负载流子的迁移率比、注入平衡程度及有机层厚度是影响器件内电场、载流子浓度和复合率分布的重要因素。计算结果对于发光材料选择和有机发光器件结构的优化设计具有重要的指导意义。     

一种提高纵联保护通道可靠性的技术方案

目前纵联保护装置与光纤通信系统无法直接连接,需要通过光电转换装置连接在一起,实际应用中发现这样的连接方式存在一些问题:如光电转换装置的供电、接地问题有可能引起保护装置误动或拒动,从而降低保护装置的可靠性。保护装置发出的信号起初为光信号,经过光电转换装置转换成电信号,然后又经过SDH设备把电信号再转换为光信号,最后光信号通过光纤传到对侧。这样多次转换不仅增加了信号出错的机率,同时也增加了信号的时延,对保护装置的可靠性和速动性产生不利的影响。针对现行纵联保护通道的不足,提出一种新的解决方案:将保护装置输出的光信号直接通过光纤通道传给对侧的保护装置。这样不仅可以减少转换环节和设备投资,同时对提高纵联保护的可靠性和速动性都是十分有益的。