隨著信息化時(shí)代的到來(lái),人們對(duì)大容量、長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊笤絹?lái)越迫切,光纖通信以其傳輸損耗小、帶寬大、抗電磁干擾性能好等優(yōu)點(diǎn)得到了迅速的發(fā)展。而光探測(cè)器作為光纖通信系統(tǒng)的核心器件之一,人們也對(duì)其提出了更高的要求:更高的量子效率、更快的響應(yīng)速度、更好的線性性能等。部分耗盡吸收光探測(cè)器（PDA-PD）具有較好的線性性能,而漂移增強(qiáng)型光探測(cè)器（DDR-PD）可以減小探測(cè)器的電容,從而提高探測(cè)器的響應(yīng)速度。本文分別對(duì)PDA-PD和DDR-PD進(jìn)行了研究,并對(duì)二者相結(jié)合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化和仿真,從理論上對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。普通PIN光探測(cè)器與具有反射匯聚效果的光柵集成可以提高探測(cè)器的量子效率,對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化仿真并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了測(cè)量。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1、為了提高光探測(cè)器的線性性能,對(duì)部分耗盡吸收光探測(cè)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了理論分析。當(dāng)器件直徑為20μm,施加的反向偏壓3V時(shí),與PIN-PD相比,PDA-PD的飽和輸出電流從8mA提升至10mA,帶寬效率積（BWE）從11.2GHz提升至18.17GHz,提升了66.2%,最佳BWE對(duì)應(yīng)帶寬從23.27GHz提升至2... 

【文章來(lái)源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２?Ｃａｒｒａｎｏ等人制備的ＧａＮ基ＭＳＭ探測(cè)器⑻俯視圖［１２］?（ｂ）切面圖［１２］??

１９９１?年，Ｋ．?Ｋｉｓｈｉｎｏ?等人提出了?諧振腔增強(qiáng)型（Ｒｅｓｏｎａｎｔ?ｃａｖｉｔｙ?ｅｎｈａｎｃｅｄ，?ＲＣＥ）??光探測(cè)器［２４］，該結(jié)構(gòu)的提出解決了?ＰＩＮ光探測(cè)器中量子效率和３ｄＢ帶寬相互制??約的問(wèn)題。圖２－５為ＲＣＥ光探測(cè)器的原理圖，圖中＆表示入射光場(chǎng)，￡＞和仏分??別代表前向和背向反射光場(chǎng)，巧、ｒ２分別表示入射端和出射端的ＤＢＲ高反鏡的反??射系數(shù)，仏和＾分別是它們的反射率，ｄ代表吸收層的厚度，Ｌ代表腔長(zhǎng)，ｑ表示??入射端ＤＢＲ高反鏡的透射系數(shù)，分別代表頂鏡和底鏡到有源層的距離，??外與中２表示入射端和出射端由于光穿過(guò)ＤＢＲ引起的相移，ａｅｘ為有源區(qū)以外的??吸收系數(shù)，若有源區(qū)之外的材料對(duì)入射光透明，那么ａｅｘ?＝?０。??８??

?０．９６??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ａ?（Ｍｍ）??圖２－６?ＲＣＥ光探測(cè)器量子效率隨入射光波長(zhǎng)變化圖％】??圖２－６表示了在頂鏡反射率＆分別為０．０５，?０．３和０．９時(shí)ＲＣＥ光探測(cè)器量子??效率隨波長(zhǎng)的變化圖，吸收參數(shù)ａｄ?＝?０．１，底鏡的反射率ｉ？２?＝?０．９。其中不隨波??長(zhǎng)變化的虛線表示相同吸收層厚度下傳統(tǒng)ＰＩＮ光探測(cè)器所能獲得的量子效率。??從圖中可以看出，ＲＣＥ探測(cè)器的量子效率隨波長(zhǎng)的變化周期性地發(fā)生改變，當(dāng)達(dá)??到諧振條件時(shí)，探測(cè)器的量子效率大幅提高，此時(shí)可以得到比普通ＰＩＮ光探測(cè)器??高很多的量子效率，且札越大，能獲得的量子效率越高，但是光譜的響應(yīng)線寬越??窄，可見這二者之間存在明顯的相關(guān)性。??２０１２年，ＸｉａｏｆｅｎｇＤｕａｎ等人提出了一種基于桂基的ＰＩＮ光探測(cè)器與非周期??圓形亞波長(zhǎng)光柵（ｎｏｎ－ｐｅｒｉｏｄｉｃ?ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ?ｃｉｒｃｕｌａｒ?ｓｕｂｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?ｇｒａｔｉｎｇ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]MSM探測(cè)器的研究綜述[J]. 莫秋燕,吳家隱.  黑龍江科技信息. 2015(09)
[2]常用光檢測(cè)器的分類及特性分析[J]. 邢海峰.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2014(04)
[3]InGaAs/InGaAsP/InP SAGM—APD暗電流與光倍增因子的溫度特性[J]. 丁國(guó)慶.  光通信研究. 1990(04)

碩士論文
[1]用于光通信的垂直入射PIN的性能優(yōu)化研究[D]. 鮑雁黎.北京郵電大學(xué) 2014
[2]硅基鍺金屬—半導(dǎo)體—金屬光電探測(cè)器的性能優(yōu)化與設(shè)計(jì)研究[D]. 洪霞.浙江大學(xué) 2014
[3]Si基Ge MSM光電探測(cè)器的研制[D]. 蔡志猛.廈門大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3249060