【摘要】：雪崩光電二極管由于具有高增益特性而廣泛應(yīng)用于激光測距機中,但由于在電流倍增過程中引入的高附加噪聲,使激光測距機進(jìn)一步提高信噪比遇到了瓶頸。石墨烯具有高電子遷移率、零帶隙結(jié)構(gòu)、獨特光吸收系數(shù)等特性使其廣泛應(yīng)用于激光器、光調(diào)制器、透明電極以及超快光電探測器。該研究提出了一種高信噪比的諧振腔型石墨烯光電探測器的設(shè)計方法。以波長為1.06μm的激光為例,采用光學(xué)傳輸矩陣法和散射矩陣法,研究了光波在諧振腔傳輸和吸收層吸收的機理,建立了諧振腔型光電探測器的光吸收模型,通過優(yōu)化,器件最終量子效率達(dá)到91.2%,響應(yīng)度達(dá)到0.778A·W~(-1),半高全寬達(dá)到6nm;分析石墨烯在諧振腔中的位置對器件吸收率的影響,發(fā)現(xiàn)在滿足諧振條件下,器件吸收率隨石墨烯位置呈現(xiàn)周期性變化,腔長的改變不改變吸收率峰值,而是改變了吸收率峰值對應(yīng)的石墨烯在諧振腔中的位置,當(dāng)腔長是入射光半波長的n倍時,隨著石墨烯位置變化,將出現(xiàn)2n個吸收率峰值,且關(guān)于諧振腔中心點對稱分布;選擇石墨烯距頂層反射鏡0.402 8μm時,器件吸收率達(dá)到94%,相比單層石墨烯,吸收率提高了16dB;通過對比求解諧振腔型石墨烯光電探測器和雪崩光電二極管信噪比方程,得出諧振腔型石墨烯光電探測器信噪比可達(dá)到90.3,較雪崩光電二極管提高了10dB;理論分析表明,諧振腔型石墨烯光電探測器具有高吸收率、高量子效率和高信噪比,研究成果將對激光測距機接收系統(tǒng)中光電探測器的更新設(shè)計和應(yīng)用提供理論參考。

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顧聚興;敏感1.5μm波長的光電探測器[J];紅外;2003年06期

2 顧聚興;適應(yīng)新應(yīng)用的光電探測器[J];紅外;2005年03期

3 顧聚興;;用于傅里葉變換紅外光譜學(xué)的光電探測器[J];紅外;2006年04期

4 ;甘肅天水慶華研發(fā)的“新型光電探測器”達(dá)國際先進(jìn)水平[J];紅外;2006年09期

5 閆陽;肖夏;姚素英;鄭云光;張寅辰;;高性能硅光電探測器設(shè)計及溫度特性研究[J];光電子.激光;2007年01期

6 ;等離子體透鏡提高光電探測器效率[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年05期

7 田晉;;激光修復(fù)光電探測器[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1980年06期

8 А.Г.ЯКУНИН ,П.И.ГОСЬКОВ ,А.Я.СУРАНОВ ,王健良;多元光電探測器檢測自動化的綜合技術(shù)設(shè)備[J];紅外技術(shù);1990年06期

9 顧聚興;增益超過10~5的光電探測器[J];紅外;1994年09期

10 何民才，陳長清，郭纓，劉志偉;基于峰域工作點的間接耦合光電探測器[J];電子學(xué)報;1996年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 單崇新;王立昆;張吉英;申德振;范希武;;氧鋅鎂基太陽盲光電探測器[A];第十一屆全國MOCVD學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

2 王曉耘;徐華盛;雷愛宏;;超快光電探測器[A];華東三省一市第三屆真空學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2000年

3 陳風(fēng);王驥;鄭小兵;;陷阱式光電探測器的線性測量[A];第十屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2004年

4 費豐;楊家桂;繆向紅;;高速光電探測器帶寬測試技術(shù)[A];第十二屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2008年

5 王曉耘;劉德林;;超快響應(yīng)光電探測器時間響應(yīng)特性的研究[A];第六屆華東三省一市真空學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2009年

6 郭中原;;用于激光陀螺儀的硅光電探測器[A];第九屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集（上冊）[C];2010年

7 林聚承;袁祥輝;;一種新型650nm的光電探測器[A];中國儀器儀表學(xué)會第六屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

8 費豐;王寧;劉濤;;高速光電探測器帶寬測試技術(shù)研究[A];第十三屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2010年

9 楊電;趙先明;徐紅春;;雪崩型光電探測器的自動老化測試的研究[A];第十四屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2012年

10 王興妍;黃輝;王琦;黃永清;任曉敏;;新型光電探測器的研究[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 記者 蘇亞兵;建國內(nèi)首個光電探測器研發(fā)平臺[N];珠海特區(qū)報;2010年

2 撰稿 本報記者 張希;寧企研發(fā)光電探測器 保障嫦娥三號平安“落月”[N];南京日報;2013年

3 張巍巍;IBM在芯片通信技術(shù)上取得重大突破[N];科技日報;2010年

4 張巍巍;IBM芯片通信技術(shù)取得重大突破[N];中國質(zhì)量報;2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 金里;基于硅基SU-8光波導(dǎo)的微環(huán)諧振器及光電探測器研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 郭楠;新型低維光電探測器機理研究[D];中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2015年

3 文化鋒;光載毫米波系統(tǒng)的毫米波功率合成技術(shù)研究[D];寧波大學(xué);2015年

4 周弘毅;硅基光電探測器的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

5 張麗;有機/納米復(fù)合物場效應(yīng)光電探測器研究[D];北京理工大學(xué);2015年

6 李莉;雙波段組合激光輻照光電探測器的研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

7 李建威;高速光電探測器頻率響應(yīng)特性測試研究[D];南開大學(xué);2010年

8 黃啟俊;MOSFET亞閾光電特性研究及其應(yīng)用系統(tǒng)[D];武漢大學(xué);2010年

9 李霞;PTCDA/p-Si光電探測器的研制與性能研究[D];蘭州大學(xué);2009年

10 傘海生;透明導(dǎo)電薄膜CdIn_2O_4的研究和高速光電探測器頻響的測量[D];蘭州大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高勛;強激光對光電探測器的損傷研究[D];長春理工大學(xué);2004年

2 石劉峰;能見度傳感器測量誤差的研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

3 王柳;具有垂直站立結(jié)構(gòu)的二維層狀過渡金屬硫?qū)倩衔锏闹苽浼肮怆姂?yīng)用[D];蘇州大學(xué);2015年

4 喬虹;基于二維納米材料的高效光電探測器的研究[D];蘇州大學(xué);2015年

5 吳程呈;基于黑硅材料的Si-APD功能仿真研究[D];電子科技大學(xué);2015年

6 喬芳建;Mie散射增強的新型石墨烯光電探測器研究及Mie散射應(yīng)用拓展[D];南京大學(xué);2015年

7 李夢;SOI基CMOS RCE光電探測器結(jié)構(gòu)與特性研究[D];杭州電子科技大學(xué);2015年

8 謝偉杰;表面等離子體增強的基于一維半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的光電探測器研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

9 趙軍;光電探測器等效電路模型和實驗研究[D];重慶大學(xué);2015年

10 趙文君;變組分AlGaAs/GaAs納米線光電探測器特性研究[D];東華理工大學(xué);2016年

，

本文編號：2555946