1064nm RCE探测器光电响应特性分析

对1064nm谐振腔增强型(RCE)光电探测器(PD)的光电响应特性进行了分析研究.利用MBE生长技术得到有源区分别为量子阱和量子点的1064nm RCE探测器的外延片,并对制作的探测器进行了各种光电特性测试.结果表明量子阱结构的RCE探测器量子效率峰值达到57%,谱线半宽6～7nm,峰值波长1059nm;而量子点结构的RCE探测器量子效率峰值达到30%,谱线半宽5nm,峰值波长1056nm.通过分析量子效率和吸收系数之间的关系,对两种结构器件的吸收进行了比较,发现虽然量子点探测器的吸收小,但通过合理设计共振腔等方法也可以达到较高的量子效率.两种结构的器件都有很好的I-V特性.     

1064nm RCE探测器光电响应特性分析

对1064nm谐振腔增强型（RCE）光电探测器(PD)的光电响应特性进行了分析研究．利用MBE生长技术得到有源区分别为量子阱和量子点的1064nm RCE探测器的外延片,并对制作的探测器进行了各种光电特性测试．结果表明量子阱结构的RCE探测器量子效率峰值达到57%,谱线半宽6～7nm,峰值波长1059nm;而量子点结构的RCE探测器量子效率峰值达到30%,谱线半宽5nm,峰值波长1056nm．通过分析量子效率和吸收系数之间的关系,对两种结构器件的吸收进行了比较,发现虽然量子点探测器的吸收小,但通过合理设计共振腔等方法也可以达到较高的量子效率．两种结构的器件都有很好的Ｉ-Ｖ特性．     

一种新型双吸收层光探测器的设计和分析

PIN光探测器是光纤通信系统和网络中的关键器件.量子效率和响应带宽是衡量光探测器性能的重要指标,并且这两个参数都与器件的吸收层密切相关.为了提高光探测器的性能,提出了一种新型双吸收层光探测器(即PINIP结构),利用侧腐蚀工艺减小双吸收层光探测器吸收层的结面积.对其性能进行了理论研究,结果表明该器件的量子效率达到了93％,同时响应带宽达到了26 GHz,比传统结构的双吸收层光探测器提高了44％.     

新型三腔谐振腔增强型光探测器的理论分析和数值模拟

提出了一种新的谐振腔增强型 (RCE)光探测器结构 ,它将器件结构中的谐振腔分为三个子腔。分析表明 ,采用这种新结构的光探测器在保留了 RCE光探测器优点的同时 ,还实现了器件量子效率及其光谱响应线宽之间制约关系的解耦 ,因而可以同时获得窄的光谱响应线宽 (<1 nm) ,高的量子效率 (>90 % )和高的响应速度。该器件可望在密集波分复用 (DWDM)光通信系统中得到广泛应用     

单片集成GaAs基长波长谐振腔光探测器的研究

介绍了一种GaAs基的长波长谐振腔增强型(RCE)光探测器.通过两步生长法,在GaAs村底上异质外延生长了InP-InGaAs-InP的p-i-n光吸收结构和GaAs/AlAs的分布布拉格反射镜(DBR).所制备的器件在1 549.4 nm处获得了67.3%的量子效率和17 nm的光谱响应线宽,在1 497.7 nm处获得了53.5%的量子效率和9.6 nm的光谱响应线宽,而InGaAs吸收层厚度仅为200 nm.采用单片集成法,工艺简单、易于产业化,随着缓冲层技术的发展,此种RCE光探测器的性能还将获得进一步提升.     

谐振腔增强型光探测器的高速响应性能研究

高速长波长光探测器是高速光纤通信系统和网络的关键器件，它要求光探测器具有宽的频率响应带宽和高量子效率。常用的PIN光探测器由于量子效率和高速性能均受到吸收层厚度的牵制，使得二者相互制约，成为一对矛盾。谐振腔增强型(RCE)光探测器为这一矛盾的解决提供了有效的方案。基于谐振腔增强型光探测器的实际设计和制作模型，分析了器件吸收层中的光场分布，并将其运用于载流子的连续方程，从理论上详细地分析了器件的高速响应特性，给出了计算结果。针对研制的高速长波长谐振腔增强型光探测器，进行了理论分析和实际器件测试的结果比较，得到了比较一致的结果。     

一种具有平顶陡边响应的InP基长波长可调谐光探测器的设计

在一镜斜置三镜腔型光探测器的基础上提出了一种适用于波分复用系统的具有平顶陡边响应的可调谐光探测器结构.该器件由双半波滤波器结构的滤波腔和具有斜镜结构的吸收腔构成,实现了量子效率与光谱响应线宽间的解耦,具有高响应速度与高量子效率;同时,其光谱响应具有良好的平顶陡边特性和窄的光谱响应线宽,并且具有较大的调谐潜力.     

新型光电探测器的研究

针对RCE光电探测器存在的问题提出两种解决方案。将InP／空气隙的分布布拉格反射镜(DBR)结构引入RCE光探测器,只用1．5对InP／空气隙计算反射率约为95％,解决了长波长反射镜制备问题。所制备的器件,在波长1．585μm处获得了约54．5％的峰值量子效率,以及8GHz的3dB响应带宽。另一种引入斜镜结构解除了量子效率与超窄光谱响应线宽的相互制约。     

高性能InP基谐振腔增强型长波长光探测器

介绍了目前实现高性能InP基谐振腔型(RCE)长波长光探测器的几种方案。采用InP 空气隙DBR结构、正入射光、响应波长为1550nm的高灵敏度、高速InP基长波长RCE光探测器,在1510nm波长处获得了59%的量子效率,在器件台面面积仍很大的情况下(50μm×50μm),获得了8GHz的3dB响应带宽。     

高速长波长谐振腔增强型光探测器的瞬态性能研究

基于谐振腔增强型(RCE)光探测器的实际设计和制作模型,提出了综合器件的隔离层及器件的串联电阻、结电容等参数的高速长波长RCE光探测器的瞬态响应特性的表达式,包括器件的冲击响应、阶跃响应和脉冲响应.从理论上详细地研究了高速长波长RCE光探测器的瞬态响应特性,最后给出了不同器件结构参数的计算结果.     

特殊图案透明欧姆接触微结构提高谐振腔增强型光探测器的响应性能

为解决谐振腔增强型(RCE)光探测器的耦合效率和响应速率的矛盾,提出了采用特殊图案透明欧姆接触的微结构及其制备工艺方案,从而使得在器件入光面积不变的情况下,欧姆接触部分的总面积显著减小,在不影响器件量子效率的前提下达到减小电容、提高响应速率的目的。在台面面积为50μm×50μm的情况下,获得了18 GHz的响应带宽。研制的谐振腔增强型光探测器的响应速率得到了显著的提高。     

Design of ultra-fast dual-wavelength resonant-cavity-enhancedSchottky photodetectors

A systematic optimization procedure for the design of RCE Schottky photodetectors to achieve maximum quantum efficiency and high speed operation at 1.3 and 1.55 μm wavelengths is presented. The quantum efficiency formulation used includes the structural parameters of the photodetector and takes into account the wavelength dependence of the top and bottom mirrors reflectivities. The results have shown that the value of the thickness of the antireflection coating layer has a major influence in selecting the width of the photodetector to simultaneously achieve maximum quantum efficiency and high bandwidth at the two wavelengths. Simulated values of 270 and 40 GHz were obtained, respectively, for the 3-dB carrier-transit time-limited bandwidth and bandwidth-efficiency product for an RCE Schottky photodetector with a 0.02-μm gold layer     

谐振腔增强型光探测器的分析与实验

我们研制了一种 Ga As/Al Ga As谐振腔增强型光探测器 ,并通过对器件的特性进行测试和分析 ,对有关 RCE器件的理论分析进行了实验验证 ,包括器件的量子效率、波长选择性及量子效率的最佳条件。实验结果与理论分析取得了很好的一致 ,这为设计性能更加优良的RCE器件提供了实验上有力的支持。     

Characteristic analysis of resonant-cavity-enhanced (RCE)photodetectors

Analyses of light field distribution within a lossy resonant-cavity-enhanced (RCE) p-i-n photodetector is performed. A new expression for the field distribution inside the cavity is derived. This expression is used to derive an expression for the quantum efficiency taking into account the standing wave effect. The field distribution expression is also used in the continuity equations to derive and evaluate the frequency response of the RCE photodetector     

GaAs/AlGaAs谐振腔增强型光探测器的实现及其特性研究

本文报导ＧａＡｓ／ＡｌＡｇＡｓ谐振腔增强型（ＲＣＥ）光探测器的实验研究结果,并对器件的特性进行了理论分析。通过实验验证了ＲＣＥ器件谐振腔两个镜面的反射率随着波长的变化以及器件分层结构折射率差二者对器件性能的影响,并证明了分析理论的正确性。器件在８１０ｎｍ附近的响应峰的３ｄＢ谱线宽度约为２０ｎｍ,最大量子效率约为１１％。该光探测器具有较好的波长选择特性,将会成为波分复用（ＷＤＭ）光纤通信系统中比较理     

Optimization procedure for the design of ultrafast, highlyefficient and selective resonant cavity enhanced Schottky photodiodes

An expression of quantum efficiency for high-speed resonant-cavity-enhanced (RCE) Schottky photodiodes is derived. This expression includes the structural and the physical parameters of the photodetector and takes into account the parameters of the metallic Schottky mirror and the wavelength dependence of the reflectivities. The metal layer thickness sets the maximum achievable quantum efficiency as it decays exponentially with it. The antireflection coating layer, on the other hand, determines the photodetector selectivity and the optimum absorption layer thickness that maximizes its quantum efficiency. An algorithm for the design and optimization of RCE Schottky photodetectors has been developed. Theoretical values of 647 GHz and 129 GHz were obtained, respectively, for the carrier-transit time limited 3-dB bandwidth and bandwidth-efficiency product for an RCE Schottky photodetector with a 0.02 μm gold layer     

A GaAs-Based MOEMS Tunable RCE Photodetector with Single Cantilever Beam

A GaAs-based micro-opto-electro-mechanical-systems(MOEMS) tunable resonant cavity enhanced(RCE) photodetector with a continuous tuning range of 31nm under a 6V tuning voltage is demonstrated.The single cantilever beam structure is adopted for this MOEMS tunable RCE photodetector.The maximum and minimum peak quantum efficiency during the tuning are 36.9% and 30.8%，respectively.The maximum and minimum full-widthathalf-maximum (FWHM) are 20nm and 14nm，respectively.The dark current density is 7.46A/m2 without bias.