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Si-based InGaAs photodetectors on heterogeneous integrated substrate

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2021年第6期64卷 83-89页

作者： Chaodan Chi Jiajie Lin Xingyou Chen Chengli Wang Ziping Li Liping Zhang zhanglong fu Xiaomeng Zhao Hua Li Tiangui You Li Yue Jiaxiang Zhang Niefeng Sun Peng Gao Robert Kudrawiec Shumin Wang Xin Ou State Key Laboratory of functional Materials for Informatics Shanghai Institute of Microsystem and Information TechnologyChinese Academy of SciencesShanghai 200050China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China China Nanhu Academy of Electronics and Information Technology Jiaxing 314000China Key Laboratory of Teraheriz Solid-State Technology Shanghai Instiute of Microsystem and Information TechnologyChinese Academy of SciencesShanghai 200050China The 13th Research Institute China Eletronics Technology Group CorporationShijiazhuang 050051China Science and Technology on Power Sources Laboratory Tianjin Institute of Power SourcesTianjin 300384China Department of Semiconductor Materials Engineering Wroclaw University of Science and TechnologyWroclaw 50-370Poland Department of Microtechnology and Nanoscience Chalmers University of Technology Gothenburg 41296Sweden

In this paper,InGaAs p-i-n photodetectors(PDs)on an InP/SiO2/Si(InPOI)substrate fabricated by ion-slicing technology are demonstrated and compared with the identical device on a commercial InP substrate.The quality of epitaxial layers on the InPOI substrate is similar to that on the InP substrate.The photo responsivities of both devices measured at 1.55μm are comparable,which are about 0.808-0.828 A W^(-1).Although the dark current of PD on the InPOI substrate is twice as high as that of PD on the InP substrate at 300 K,the peak detectivities of both PDs are comparable.In general,the overall performance of the InPOI-based PD is comparable to the InP-based PD,demonstrating that the ion-slicing technology is a promising route to enable the highquality Si-based InP platform for the full photonic integration on a Si substrate.

关键词： InPOI InGaAs photodetector molecular beam epitaxy monolithic integration

4.3 THz quantum-well photodetectors with high detection sensitivity

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Chinese Physics B 2018年第3期27卷 201-204页

作者：张真真符张龙郭旭光曹俊诚 Key Laboratory of Terahertz Solid-State Technology Shanghai Institute of Microsystem and Information TechnologyChinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences Ministry of Education and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System and Shanghai Terahertz Research Center University of Shanghai for Science and Technology

We demonstrate a high performance GaAs/AlGaAs-based quantum-well photodetector （QWP） device with a peak response frequency of 4.3 THz. The negative differential resistance （NDR） phenomenon is found in the dark currentvoltage （I-V） curve in the current sweeping measurement mode, from which the breakdown voltage is determined. The photocurrent spectra and blackbody current responsivities at different voltages are measured. Based on the experimental data, the peak responsivity of 0.3 A/W （at 0.15 V, 8 K） is derived, and the detection sensitivity is higher than 10u Jones, which is in the similar level as that of the commercialized liquid-helium-cooled silicon bolometers. We attribute the high detection performance of the device to the small ohmic contact resistance of -2Ω and the big breakdown bias.

关键词： terahertz quantum-well photodetector negative differential resistance detection sensitivity pho- tocurrent spectra

Terahertz imaging using an optical frequency comb source

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Chinese Optics Letters 2019年第4期17卷 44-46页

作者：邵棣祥姚辰周涛张戎符张龙庄松林曹俊诚 Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System and Engineering Research Center of Optical Instrument and System Ministry of Education University of Shanghai for Science and Technology Key Laboratory of Terahertz Solid-State Technology Shanghai Institute of Microsystem and Information TechnologyChinese Academy of Sciences

Optical frequency combs, which are generated by the cascade of a phase modulator and a Mach–Zehnder intensity modulator, are used as a polychromatic signal source in the terahertz imaging system to improve imaging quality. The interference effect caused by the monochromatic wave has been greatly suppressed.The required optical power in the presented system is as low as～30% of that in the system using the Er-doped fiber amplifier as a source, which can reduce cost and protect photodiodes from damage. This work provides an effective, low power consumption, low cost, and easy way to realize terahertz imaging with high quality and can be used in future security inspections.

关键词： Optical frequency combs intensity modulator security inspections

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太赫兹频率上转换成像器件研究

深圳大学学报(理工版) 2019年第2期36卷 147-151页

作者：符张龙邵棣祥张真真李锐志曹俊诚中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室上海理工大学光电信息与计算机工程学院中国科学院大学

太赫兹成像器件是太赫兹技术应用的关键之一.研制一种由分子束外延技术堆叠生长太赫兹量子阱探测器和近红外发光二极管制成的THz频率上转换成像器件,其45°入射角耦合器件峰值探测频率为5. 2 THz,峰值响应率为0. 22 A/W,噪声等效功率为5... 详细信息

太赫兹成像器件是太赫兹技术应用的关键之一.研制一种由分子束外延技术堆叠生长太赫兹量子阱探测器和近红外发光二极管制成的THz频率上转换成像器件,其45°入射角耦合器件峰值探测频率为5. 2 THz,峰值响应率为0. 22 A/W,噪声等效功率为5. 2×1012W/Hz0. 5,可实现对太赫兹量子级联激光器光斑的清晰成像;研制的金属光栅耦合器件可实现正入射成像,有效减小成像图形畸变,并且有利于制备大面积器件.阐述器件的工作原理、制备方法、基本性能和成像性能,并对器件电流-电压特性、成像质量、成像畸变原因等问题进行讨论.该器件利用无像素成像技术,无需低温读数电路,无需阵列倒装封装,为THz成像技术提供一种简便、高性能的途径.

关键词：半导体器件与技术太赫兹量子阱探测器频率上转换成像

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锚杆静压桩在预制拼装桥墩中的沉降特性研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2020年第8期39卷 59-65页

作者：邱红胜朱万鑫李俊辉付张龙武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵州贵阳550081

在城市高架桥施工时,为减小桥墩及基础施工对道路交通的影响,可采用快装桥墩及锚杆静压桩施工工艺。以某快装桥墩锚杆静压桩基础为背景,针对桩基后压成桩的特点,研究了锚杆静压桩的沉降特性;分别建立了无桩承台和压桩后群桩基础2种工况... 详细信息

在城市高架桥施工时,为减小桥墩及基础施工对道路交通的影响,可采用快装桥墩及锚杆静压桩施工工艺。以某快装桥墩锚杆静压桩基础为背景,针对桩基后压成桩的特点,研究了锚杆静压桩的沉降特性;分别建立了无桩承台和压桩后群桩基础2种工况的有限元模型,对比分析了上土层弹性模量E1、下土层弹性模量E2和桩侧摩阻系数f对基础最大沉降量smax及桩土荷载分担比η的影响。结果表明:在无桩承台和压桩后群桩基础2种工况下,随着E1及E2的增大,基础最大沉降量smax不断减小;E1对无桩承台基础smax的影响较大,E2对群桩基础smax的影响较大;随着f的增大,群桩基础的smax及土体荷载分担比ηsoil逐渐减小,但影响有限。

关键词：桥梁工程地基基础工程锚杆静压桩沉降分析荷载分担比

基于太赫兹量子级联激光器的生物医学成像研究进展

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中国激光 2020年第2期47卷 177-186页

作者：符张龙李锐志李弘义邵棣祥曹俊诚中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049

太赫兹(THz)波对生物医学组织具有天然的非电离性、水含量敏感性和浅层穿透性等特点,这使得其非常适合应用于生物医学成像。由于太赫兹量子级联激光器(THz QCL)具有激射功率高、光束质量好、调制速率高、体积小的特点,基于THz QCL的生... 详细信息

太赫兹(THz)波对生物医学组织具有天然的非电离性、水含量敏感性和浅层穿透性等特点,这使得其非常适合应用于生物医学成像。由于太赫兹量子级联激光器(THz QCL)具有激射功率高、光束质量好、调制速率高、体积小的特点,基于THz QCL的生物医学成像系统相较于其他主动式生物医学成像系统成像信噪比高、成像分辨率高、成像速度快、结构更紧凑。基于此,对基于THz QCL的生物医学成像研究进展进行综述,并对THz生物成像优势、THz QCL生物医学成像优势、生物医学成像系统、生物医学成像目标进行了总结,对其未来发展方向进行了展望。

关键词：医用光学太赫兹成像量子级联激光器生物医学

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无砟轨道抬升路基动力响应分析

大连交通大学学报 2020年第1期41卷 97-103页

作者：邱红胜付张龙黄炳善朱万鑫武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 深圳市综合交通设计研究院有限公司广东深圳518000

为研究无砟轨道高聚物抬板填充注浆后路基整体动力性能的变化,运用有限元分析的方法对采用高聚物注浆抬升后的轨道路基进行动力分析.采用通用有限元软件abaqus与理论相结合的方法,建立无砟轨道路基体有限元模型,通过对比分析高聚物不同... 详细信息

为研究无砟轨道高聚物抬板填充注浆后路基整体动力性能的变化,运用有限元分析的方法对采用高聚物注浆抬升后的轨道路基进行动力分析.采用通用有限元软件abaqus与理论相结合的方法,建立无砟轨道路基体有限元模型,通过对比分析高聚物不同材料力学参数下路基的动应力和动位移,明确了高聚物材料注浆对路基动力响应发展规律的影响,分析结果表明:在选用填充材料时应选用填充材料的弹性模量接近或大于基床表层的弹性模量,且不宜低于116 MPa;抬板填充应当在路基发生小沉降时就进行及时的抬升补偿,尽量将抬升量控制在35 mm以内.

关键词：无砟轨道注浆抬升路基动力响应

跨阻放大器低温性能及其对THz光电信号的放大应用

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太赫兹科学与电子信息学报 2023年第1期21卷 16-21页

作者：李弘义谭智勇邵棣祥符张龙曹俊诚中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术实验室上海200050 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

随着太赫兹技术、低温电子学和射电天文学的发展,对可低温环境下工作的集成封装式跨阻放大芯片的需求增加。本文针对一种Ge-Si基底型跨阻放大器,主要研究了其深低温环境下的电学性能,获得了8 K温度下放大器芯片的典型端口电流-电压特性... 详细信息

随着太赫兹技术、低温电子学和射电天文学的发展,对可低温环境下工作的集成封装式跨阻放大芯片的需求增加。本文针对一种Ge-Si基底型跨阻放大器,主要研究了其深低温环境下的电学性能,获得了8 K温度下放大器芯片的典型端口电流-电压特性曲线和增益曲线,得到了在0.1~3 GHz频带内较为平坦的增益效果;为了验证其对太赫兹光电信号的放大功能,将该跨阻放大器与太赫兹量子阱探测器集成封装,并搭建了太赫兹脉冲激光探测系统,在8 K温度下实现了对脉宽2μs太赫兹光电探测信号的有效放大,跨阻增益约560Ω,电流放大增益为1.78 mA/V。上述研究成果首次验证了商用跨阻放大器在深低温环境下应用的可行性,为太赫兹高速探测与高频通信领域的集成跨阻放大提供了一种有效技术手段。

关键词：太赫兹探测高速封装跨阻放大器低温放大技术

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斜向荷载作用下斜桩承载性能数值分析

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2020年第5期44卷 794-797,802页

作者：邱红胜吴龙烽付张龙朱万鑫黄伟洪武汉理工大学交通学院武汉430063 珠海航空港建设有限公司珠海590400

现行斜桩承载力荷载试验未考虑水平、竖向荷载的相互影响,不符合斜桩的实际受力情况.为研究斜向荷载作用下斜桩承载性能,针对斜桩在轴向上的不对称性,采用有限元模拟斜向荷载作用下斜桩承载性能,分析了水平、竖向荷载对桩顶位移的相互影... 详细信息

现行斜桩承载力荷载试验未考虑水平、竖向荷载的相互影响,不符合斜桩的实际受力情况.为研究斜向荷载作用下斜桩承载性能,针对斜桩在轴向上的不对称性,采用有限元模拟斜向荷载作用下斜桩承载性能,分析了水平、竖向荷载对桩顶位移的相互影响,荷载大小与荷载倾角对桩顶位移的影响.结果表明:水平、竖向荷载对桩顶位移存在有利相互影响,同时施加可减小桩顶水平位移与沉降;在被研究的桩-土条件下,斜向荷载加载初期(不大于400 kN),斜桩轴向受荷时,桩顶水平位移、桩顶沉降同时最小;斜荷载加载中后期(大于400 kN),若斜桩倾角大于与荷载倾角1°~2°,斜桩桩顶水平位移最小且在6 mm内、桩顶沉降较轴向受荷时增加1.1 mm,水平承载力提高62.9%、竖向承载力略有降低.

关键词：斜桩斜向荷载承载性能数值分析