检索结果-南通市图书馆

作者：马朝阳电子科技大学

学位级别：硕士

模拟光电探测器是光电探测系统的重要组成部分之一,在微波光子领域,起着决定性的作用,它是将入射光信号转化为输出电信号的一种光电器件。随着科技的进步,人们对于光电探测器性能的要求也不断提高,不仅需要探测器具有高速的响应,而且也... 详细信息

模拟光电探测器是光电探测系统的重要组成部分之一,在微波光子领域,起着决定性的作用,它是将入射光信号转化为输出电信号的一种光电器件。随着科技的进步,人们对于光电探测器性能的要求也不断提高,不仅需要探测器具有高速的响应,而且也需要探测器具有足够大的输出光功率。而单行载流子光电探测器由于其结构的特殊性,只有电子是有源载流子,使其具有高速、高饱和输出的特性,具有重要的研究意义。本论文的工作主要是研究了两种不同结构的单行载流子光电探测器(UTC-PD),完成了以下工作:1、设计了一种垂直入射式UTC-PD,建立了二维模型。通过器件仿真软件ATLAS对器件的内部特性(能带结构、载流子浓度分布、电场强度分布、电流密度分布等)进行了详尽地研究;同时还通过对器件直流特性、交流小信号特性的仿真分析,得到了器件的带宽、响应度以及饱和电流等性能参数。其中,3dB带宽约为10 GHz,饱和输出光电流为163mA,响应度为0.544 A/W。2、完成了单行载流子光波导探测器的芯片加工。完成了光刻版的设计,主要包括光刻图形和对位标记的设计,并进行了光刻版的制作,误差为0.2um。在探测器的制作过程中,首先在普通的InP基片上进行了半导体工艺调试,主要包括光刻工艺和刻蚀工艺的调试,通过对测试结果的分析调整工艺参数,直至达到最佳效果;然后,在正式基片上完成一系列的半导体加工工艺,包括HMDS预处理、光刻、刻蚀、电极制作、基底减薄、芯片切割等,最终完成了探测器的芯片加工。3、完成单行载流子光波导探测器的芯片加工后,搭建测试平台,购买相关设备,进行光波导探测器相关性能参数的测试。对测试结果与理论数据进行对比分析,发现原结构参数设计的缺陷,解决问题,对原光波导探测器材料的厚度、掺杂浓度等做出调整,优化光波导探测器的结构参数。同时,对探测器半导体加工过程中所遇到问题进行总结分析,给出相应的改进方案。4、根据优化改进后光波导探测器的结构参数,建立二维模型,通过器件仿真软件ATLAS对器件的工作特性进行了研究分析;同时,通过对器件的直流分析、交流小信号分析得到优化改进后的光波导探测器的性能参数。

关键词：单行载流子光电探测器半导体工艺光波导探测器

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一种高性能硅基锗单行载流子光电探测器设计

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光通信研究 2019年第3期3期(14)卷 26-30页

作者：马鹏程孙思维刘丰满薛海韵孙瑜何慧敏李志雄曹立强中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学北京100049 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司江苏无锡214135

光电探测器作为光通信系统的核心器件之一,其性能对通信质量起着决定性的作用。随着光通信数据量的剧增,传统的光电探测器已经不能满足需求。文章提出一种集成氮化硅波导的高性能硅基锗单行载流子光电探测器。借助Lumerical FDTD和DEVIC... 详细信息

光电探测器作为光通信系统的核心器件之一,其性能对通信质量起着决定性的作用。随着光通信数据量的剧增,传统的光电探测器已经不能满足需求。文章提出一种集成氮化硅波导的高性能硅基锗单行载流子光电探测器。借助Lumerical FDTD和DEVICE软件进行建模仿真,通过对波导结构以及探测器尺寸进行设计,最终该结构在1 550 nm波长和-1 V偏压下,响应度高达0.97 A/W,光电流线性输出>30 mA,3 dB带宽高达28 GHz。

关键词：光通信氮化硅波导硅基锗单行载流子光电探测器

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宽带高饱和单行载流子光电探测器的研究

宽带高饱和单行载流子光电探测器的研究

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作者：张佳北京邮电大学

学位级别：硕士

光电探测器是光载无线通信系统中的关键核心器件,其高速与饱和输出性能对于通信系统的传输速率与传输质量起到了至关重要的作用。单行载流子光电探测器由于其优异的高速与高饱和性能,成为当今光电探测器领域的热门研究对象。本文针对新... 详细信息

光电探测器是光载无线通信系统中的关键核心器件,其高速与饱和输出性能对于通信系统的传输速率与传输质量起到了至关重要的作用。单行载流子光电探测器由于其优异的高速与高饱和性能,成为当今光电探测器领域的热门研究对象。本文针对新型宽带高饱和单行载流子光电探测器展开研究与设计,以满足未来通信中高速大功率的性能需求。通过对单行载流子光电探测器的外延层结构进行设计,改善带宽受电子渡越时间制约与饱和电流受空间电荷效应制约的问题,使其实现宽带高饱和的性能要求。具体创新工作如下:1、基于对器件内部电场与高速性能之间关系的研究,设计了一种新型掺杂方案,在吸收层中采用优化的线性掺杂分布,可以在内部引入指数型增长电场,缩短电子渡越时间,提升器件的高速性能。仿真结果表明,采用优化后线性掺杂方案的器件带宽比采用均匀掺杂的传统UTC-PD带宽提高了 2倍,且效果优于采用高斯掺杂所获得的提升。2、基于外延层结构与高速高饱和性能之间关系的研究,设计了一种改进型宽带高饱和UTC-PD结构,采用高掺杂厚崖层与过渡层减小空间电荷效应的影响,并优化了吸收层与收集层的厚度和线性掺杂浓度分布,减轻了电子渡越时间对带宽的制约,实现了宽带高饱和性能。仿真结果表明,本文设计的改进型UTC-PD结构器件带宽可达146 GHz,饱和电流高达348 mA,能够应用于高速光纤通信系统中。3、设计了一种新型双崖层沙漏型UTC-PD结构,改善了电子渡越时间与RC时间常数对带宽的制约问题,且在没有牺牲响应度的情况下,实现了更好的宽带高饱和性能,达到了亚太赫兹带宽。仿真研究表明,双崖层沙漏型UTC-PD能够达到223 GHz的高带宽与30 dBm的高饱和输出功率,相比于单崖层传统型UTC-PD,其带宽饱和电流积提高了 6.5%,能够应用于亚太赫兹通信中。

关键词：单行载流子光电探测器宽带高饱和光通信太赫兹

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基于光子混频的140∼220 GHz噪声发生器

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中国科学：信息科学 2024年第6期54卷 1533-1540页

作者：赵泽宇田雨欣秦菲菲刘丽娟熊兵孙长征王健王云才罗毅通感融合光子技术教育部重点实验室广东工业大学信息工程学院广州510006 南方海洋科学与工程广东省实验室珠海519082 北京信息科学与技术国家研究中心/清华大学电子工程系北京100084

本文提出并实现了一种利用超宽带光探测器进行光子混频的太赫兹噪声发生器.通过改进外延结构和电极结构,首次在国内实现3 dB带宽超过200 GHz的单行载流子光电探测器(uni-travelingcarrier photodiode,UTC-PD).封装后的UTC-PD模块可在140... 详细信息

本文提出并实现了一种利用超宽带光探测器进行光子混频的太赫兹噪声发生器.通过改进外延结构和电极结构,首次在国内实现3 dB带宽超过200 GHz的单行载流子光电探测器(uni-travelingcarrier photodiode,UTC-PD).封装后的UTC-PD模块可在140∼220 GHz频段内实现平坦的太赫兹波输出.利用该探测器模块作为光混频器制作了光子噪声发生器,产生了频率范围为140∼220 GHz,超噪比(excess noise ratio,ENR)大于35 dB,平坦度小于±4.6 dB的太赫兹噪声,并且可以通过调节输入光功率实现超噪比的调谐.

关键词：噪声发生器太赫兹噪声光子混频单行载流子光电探测器光电转换

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6G技术发展愿景与太赫兹通信

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物理学报 2021年第24期70卷 169-183页

作者：冯伟韦舒婷曹俊诚江苏大学物理与电子工程学院镇江212013 中国科学院上海微系统与信息技术研究所中国科学院太赫兹固态技术重点实验室上海200050

6G无线网络预计在未来提供全球覆盖、高频谱效率、低成本、高安全性、更高智能水平的服务,为人类社会打造一个无处不在的智能移动网络.太赫兹无线通信具有高数据传输速率、低延时和抗干扰等特点,有望在6G技术中得到广泛的应用.本文主要... 详细信息

6G无线网络预计在未来提供全球覆盖、高频谱效率、低成本、高安全性、更高智能水平的服务,为人类社会打造一个无处不在的智能移动网络.太赫兹无线通信具有高数据传输速率、低延时和抗干扰等特点,有望在6G技术中得到广泛的应用.本文主要介绍了6G技术的规划愿景、发展现状及其关键技术,分析了太赫兹器件、信道、通信系统以及6G技术可能的发展趋势.

关键词： 6G技术太赫兹量子级联激光器单行载流子光电探测器太赫兹通信

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100GHz高速光波导探测器研究

100GHz高速光波导探测器研究

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作者：童文强电子科技大学

学位级别：硕士

光电探测器是一种将光信号转换成电信号的光电器件,是光纤通信系统中非常重要的组成部件。光电探测器性能优劣程度对通信系统的好坏起着决定性的作用。伴随科学水平的进步,光电探测器件的性能也不断提升,科学家要求光电探测器既具备大... 详细信息

光电探测器是一种将光信号转换成电信号的光电器件,是光纤通信系统中非常重要的组成部件。光电探测器性能优劣程度对通信系统的好坏起着决定性的作用。伴随科学水平的进步,光电探测器件的性能也不断提升,科学家要求光电探测器既具备大的输出光功率而且还具有高响应速度。而在单行载流子光电探测器,只有电子是有源载流子,结合光波导结构,使其具有高响应速度和高响应度的优点,具有重要的研究意义。本论文的工作主要是设计100GHz高速单行载流子光波导光电探测器,完成了以下工作:1、充分学习单行载流子光电探测器与光波导光电探测器的理论知识,并且学习了相关的数值与器件仿真软件使用方法。2、详细分析光电探测器内部的能带结构、电场强度、电流密度和载流子浓度的分布,并且分析了材料异质结面结构对光电探测器的影响,同时对交流小信号下光电探测器的特性进行了分析。3、设计出一种结合单行载流子结构与光波导结构的单行载流子光波导光电探测器,建立它的二维模型。根据超模理论和数值仿真软件BeamProp对垂直方向耦合波导探测器进行了仿真。仿真得到光功率在光电探测器由于上下波导耦合的作用均匀地被吸收层吸收,使得器件光电流分布均匀。4、通过器件仿真软件ATLAS对设计出的单行载流子光波导光电探测器的微观特性(能带结构、载流子浓度分布、电子的迁移速度等)进行了详细的研究;同时还通过对器件的交流小信号特性的仿真分析,得到了器件的带宽性能参数,分析能否达到100GHz高速光波导光电探测器设计的需求。经过器件仿真得到设计的单行载流子光波导光电探测器的响应带宽最高能达到103GHz,达到100GHz高速光电探测器需求。5、搭建光电探测器性能测试实验平台,对以前设计的光电探测器的相关性能进行测试。测试得到光电探测器具有良好的光电二极管特性,并且测得光电探测器的响应度能达到0.75 A/W,最后通过实验得到光电探测器响应光电流随入射光功率的变化曲线图。由此验证了该实验平台测试光电探测器相关性能的可行性、准确性,为将来100GHz高速光波导光电探测器性能测试奠定基础。

关键词：单行载流子光电探测器高响应速度光波导光电探测器

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