高速大容量光通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展,要求其中起光電轉(zhuǎn)換功能的光探測器具有高速、高響應度和高飽和輸出等特性。然而,傳統(tǒng)的PIN光探測器由于存在高光強注入下的空間電荷效應限制了飽和光電流的輸出,以及帶寬與響應度之間相互制衡等問題,很難滿足當今光通信系統(tǒng)的要求。為解決這一問題,單行載流子光探測器（Un-traveling-crrier photodetector,UTC-PD）應運而生。由于 UTC-PD可單獨設計光吸收層和收集層,并且只用電子作為有源載流子,因此可以實現(xiàn)高速、高飽和輸出等特性,除了應用于光接收機外,還廣泛用于超高速光開關(guān)、發(fā)射機、高速測量系統(tǒng)、毫米波或亞毫米波發(fā)生器,已成為當前光電子器件領(lǐng)域的研究熱點。本論文以用于光通信系統(tǒng)中的UTC-PD的基本理論為出發(fā)點,從器件的結(jié)構(gòu)設計、性能仿真、實驗方案、工藝制備、準單片集成及性能測試等方面進行了深入系統(tǒng)的研究,完成的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點如下:1.提出了吸收層和收集層均采用高斯?jié)u變摻雜分布的一種改進型高速、高飽和單行載流子光探測器（Modified uni-traveling-carrier photodetector,MUTC-PD）... 

【文章來源】：北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－２ＵＴＣ－ＰＤ能帶圖??

ｏｐｔｉｃａｌ?ｓｉｇｎａｌ??圖２－３?ＵＴＣ－ＰＤ用在連接器中??ＵＴＣ－ＰＤ用在超高比特率迎信系統(tǒng)的光接收機中用作光電轉(zhuǎn)換器｜４］，如圖２－１??（ｃ）所示。該接收機結(jié)構(gòu)充分利用了ＵＴＣ－ＰＤ的高飽和輸出特性并結(jié)合了０ＦＡ??的放大特性，可以直接用來驅(qū)動數(shù)字判決電路而無需后置電放大器，這樣的結(jié)構(gòu)??帶來了一定的優(yōu)勢：比如獲得了高的帶寬、簡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及較好的靈敏度特??性等等。將這種簡化的接收機結(jié)構(gòu)用在時分復用（Ｔｉｍｅ?ｄｉｖｉｓｉｏｎ?ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，??ＴＤＭ）系統(tǒng)中可以宵接驅(qū)動延遲觸發(fā)器電路（Ｄ－ｔｙｐｅ?ｆｌｉｐ－ｆｌｏｐ?ｃｉｒｃｕｉｔ），接收機輸??出的眼圖在４０?Ｇｂｉｔ／ｓ和８０?Ｇｂｉｔ／ｓ的信號下顯示出清晰的開眼圖圖像，其峰－峰電壓??分別為１．２５ＶＰｐ和０．８ＶｐＰ１６１。ＵＴＣ－ＰＤ用在１－ｍｍ的連接器中（如圖２－３所示）｜７１，??用來克服混合封裝結(jié)構(gòu)中電同軸連接技術(shù)即Ｖ－連接器技術(shù)對工作頻率的限制。??９??

高比特率（大于ｌ〇〇?Ｇｂｉｔ／ｓ）光通信系統(tǒng)中，基于電子設備的技光子學的技術(shù)來補償。出于這種考慮，ＵＴＣ－ＰＤ被用作為光驅(qū)動路速度的限制。圖２－４給出了?ＵＴＣ－ＰＤ和行波－電吸收光ｌｉｎｇｗａｖｅ?Ｅｌｅｃｔｒｏａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｏｄｕｌａｔｏｒ，?ＴＷ－ＥＡＭ）迪過單新型的０／Ｅ／０型光開關(guān)，也被稱為光探測器－電吸收光Ｍ）［８＿ｌｔ）］，己經(jīng)成為滿足高比特率光通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件之一，復用器（ＤＥＭＵＸ）用在ＴＤＭ系統(tǒng)中。??Ｅｍｉｔｔｅｒ??－Ｙ?ｚ?／?／／￣ｘ??ＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ｌｎＡｓ／ＩｎＧａＡｓ／ＡＩＡｓ??：ＩｎＧａＡｓ?１?ＲＴＤ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??口丁?門?Ｃ〇ｌｌ？Ｃｔ〇ｒ??＾?１?ｕ?Ｊ?ｙＡｌＡｓ?ｅｔｃｈ?ｓｔｏｐｐｅｒ??ｎ／ｎＭｎＧａＡｓｒ?／??ＩｎＡＩＡｓ?ｂａｒｒｉｅｒ?Ａｎｏｄｅ??ｊｐ�。洌睿牵幔粒螅蓿猓酰妫妫澹颍�?＼／?／?／?／?／?／?ａ????卜滿????ｐ＾－ＩｎＧａＡｓＰ????ｐ－ＩｎＧａＡｓ?Ｉ?ＩＴＰ?ｐｎ??－

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]用于WDM光網(wǎng)絡的集成解復用接收器件的研究[D]. 段曉峰.北京郵電大學 2010

碩士論文
[1]InP/InGaAs單行載流子光電二極管的研究[D]. 夏力臣.電子科技大學 2005



本文編號：3399511