在新一代高速光通信系統(tǒng)的發(fā)展驅(qū)動(dòng)之下,光電子器件的發(fā)展越來越迅速。在垂直型PIN光探測器中,帶寬和量子效率之間存在固有的相互制約關(guān)系,因而有各種新型結(jié)構(gòu)的光探測器發(fā)展起來,諧振腔增強(qiáng)型光探測器（resonant cavity-enhanced photodetector,RCE）就是其中的一種。近年來,由于具有優(yōu)良的光場調(diào)控特性,集成亞波長光柵（sub-wavelength gratings,SWG）的光電子器件發(fā)展非常迅速,其中,集成亞波長光柵的光探測器也受到廣泛關(guān)注。本文以非周期亞波長光柵的偏轉(zhuǎn)相位控制為核心展開。首先,介紹非周期亞波長光柵的理論分析方法,設(shè)計(jì)了偏轉(zhuǎn)角度為1度的高反射率光柵偏轉(zhuǎn)反射鏡。其次,用該反射鏡替換傳統(tǒng)法布里-珀羅諧振腔（Fabry-Perot cavity,F-P cavity）的頂部反射鏡,提出了一種新型的光柵法布里-珀羅諧振腔,該諧振腔的優(yōu)點(diǎn)是可以控制振蕩光場的寬度。最后,提出了該光柵諧振腔的應(yīng)用——基于光柵諧振腔的蘑菇型RCE光探測器。器件集合了蘑菇型結(jié)構(gòu)和RCE光探測器的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 1 nm的窄線寬、95%的峰值量子效率和45 GHz的3 dB... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２具有ＳＷＧ結(jié)構(gòu)的ＲＣＥ光探測器結(jié)構(gòu)示意圖［４］??

更加有利于器件的設(shè)計(jì)和集成。??２００９年，北京郵電大學(xué)任曉敏課題組成員將亞波長光柵集成在ＲＣＥ光探測??器中ｔ４］，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖１－２所示。傳統(tǒng)ＤＢＲ作為ＲＣＥ光探測器的上下反射??鏡時(shí)存在帶寬小和反射率低的缺點(diǎn)，而利用亞波長光柵作為上下反射鏡的ＲＣＥ??光探測器峰值量子效率接近９０?％。??畫國＿［國國疆：——??；：＇?，：：?——空間層??———吸＿??－—空間層??ＤＢＲ??Ｌ＿圖＿?＿?＿國一－亞波長光概??圖１－２具有ＳＷＧ結(jié)構(gòu)的ＲＣＥ光探測器結(jié)構(gòu)示意圖［４］??２０１０年，在Ｎａｔｕｒｅ?Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ期刊上，Ｄａｖｉｄ?Ｆａｔｔａｌ博士指出了利用非周期亞??波長光柵可以在實(shí)現(xiàn)高反射率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)光束的匯聚［５］。此外，文章中還對比分??析了幾種不同厚度的非周期光柵反射鏡，指出了可以通過調(diào)整光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)??整匯聚性能。該亞光柵光柵匯聚反射鏡的相位響應(yīng)和磁場強(qiáng)度如下圖１－３所示。??２??

可以實(shí)現(xiàn)偏振分束的功能。２０１８年，北京郵電大學(xué)任曉敏課題組成員提出了一??種基于二維聚焦光柵的偏振無關(guān)的高速光電探測器［６），它在二維非周期聚焦光柵??上集成了蘑菇臺(tái)面ＰＩＮ結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖１－４所示。蘑菇臺(tái)面的ＰＩＮ光??電探測器由于其低電阻容量ＲＣ時(shí)間常數(shù)而表現(xiàn)出高頻響應(yīng)。二維非周期聚焦??光柵不僅可以提高器件的外量子效率，還可以提高其反射和聚焦能力，并且對入??射光的偏振也不敏感。該器件的外量子效率為４４．７１?％，測量的３?ｄＢ帶寬高達(dá)??３２?ＧＨｚ。??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??ｙ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｐ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??ｉ?１?１崎少１?１??去！?ｉ??ｉ?Ｙ／１?＼＼?ｉ?亞波長光柵??■?■ｉｉｉｉｉｊｉｉｉｉｌｉ丨丨—■■丨■丨ｉ丨■■丨丨丨＿??罐??圖１－４基于二維反射匯聚光柵的蘑菇型光探測器結(jié)構(gòu)示意圖丨６】??１．１．２光電探測器??光電探測器是將入射光信號(hào)變成電信號(hào)輸出的半導(dǎo)體器件。光電探測器的核??心原理是光電效應(yīng)。光電效應(yīng)ｍ?（Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｅｆｆｅｃｔ），也稱為光生伏特效應(yīng)，是??指物質(zhì)在受到一定頻率的光子照射后，激發(fā)出電子然后產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。１８８７??年，德國物理學(xué)家赫茲最早發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)。在１９０５年，愛因斯坦提出了光電??效應(yīng)的正確解釋

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]光通信系統(tǒng)中的新型高折射率差亞波長光柵的研究[D]. 張敏.北京郵電大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3405227