隨著現(xiàn)代社會(huì)信息化進(jìn)程不斷加速,網(wǎng)絡(luò)通信量呈“爆炸式”提高,人們對(duì)海量數(shù)據(jù)的長(zhǎng)距離傳輸和寬帶移動(dòng)接入的需求日益凸顯,于是高速、超高速光纖通信技術(shù)及寬帶光載無線技術(shù)作為解決這些問題的主要方法得到了極大的關(guān)注。在超高速長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)中,采用不同調(diào)制格式的相干接收成為主要的接收方式,而本振激光器及光前置放大器在相干接收系統(tǒng)中的應(yīng)用使得接收機(jī)中的光電探測(cè)器需同時(shí)具備高速響應(yīng)、高飽和和高線性度的特性。在寬帶無線光網(wǎng)絡(luò)的光載無線(Radio over Fiber,RoF)系統(tǒng)中,高頻、高動(dòng)態(tài)范圍的毫米波調(diào)制光信號(hào)也需要更高響應(yīng)速率、更大動(dòng)態(tài)范圍、更好線性度的光電探測(cè)器加以支撐。本論文以提高光電探測(cè)器的高速、大功率性能為目標(biāo),圍繞高速、大功率、低功耗光電探測(cè)器及陣列的外延層結(jié)構(gòu)、電極結(jié)構(gòu)及與功能器件的混合集成等方面展開研究。本論文主要的創(chuàng)新點(diǎn)和研究成果如下:1.提出了具有InAlAs/InGaAs p型異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)的單行載流子光電探測(cè)器結(jié)構(gòu)。與InP材料相比,InAlAs材料較高的導(dǎo)帶及價(jià)帶能量能夠更加有效地在大功率下阻擋光生電子向電子阻擋層的擴(kuò)散,同時(shí)減小光生空穴向p接觸層渡越時(shí)的勢(shì)壘高度,因此...

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 論文的研究背景及意義
    1.2 論文的結(jié)構(gòu)安排
    參考文獻(xiàn)
第二章 光纖通信系統(tǒng)中的高速、大功率、低功耗光電探測(cè)器及陣列
    2.1 應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中的光電探測(cè)器
        2.1.1 垂直耦合p-i-n光電探測(cè)器
        2.1.2 幾種基于簡(jiǎn)單垂直耦合p-i-n外延結(jié)構(gòu)改進(jìn)的光電探測(cè)器
        2.1.3 單行載流子光電探測(cè)器
    2.2 零偏壓、低功耗光電探測(cè)器及其研究進(jìn)展
    2.3 高速、大功率光電探測(cè)器陣列及其研究進(jìn)展
    2.4 光電探測(cè)器的性能參數(shù)
    2.5 臺(tái)面結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器的基本制備工藝
        2.5.1 Ⅲ-Ⅴ半導(dǎo)體器件的外延生長(zhǎng)
        2.5.2 臺(tái)面結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器的制備工藝
        2.5.3 臺(tái)面結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器的后工藝制備流程
    2.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 新型零偏壓?jiǎn)涡休d流子光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)與研究
    3.1 具有INALAS/INGAAS P型異質(zhì)結(jié)構(gòu)的單行載流子光電探測(cè)器設(shè)計(jì)
    3.2 新型零偏壓?jiǎn)涡休d流子光電探測(cè)器的仿真結(jié)果與分析
        3.2.1 頻率響應(yīng)仿真
        3.2.2 響應(yīng)度仿真
        3.2.3 直流飽和特性仿真
    3.3 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 新型對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列的提出與實(shí)現(xiàn)
    4.1 行波P-I-N光電探測(cè)器陣列
        4.1.1 雙管芯行波光電探測(cè)器陣列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.2 雙管芯行波光電探測(cè)器陣列的制備與測(cè)試
        4.1.3 雙管芯行波光電探測(cè)器陣列性能測(cè)試結(jié)果
    4.2 對(duì)稱連接P-I-N光電探測(cè)器陣列的提出
        4.2.1 雙管芯對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.2 雙管芯對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列的制備與測(cè)試
        4.2.3 對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列性能測(cè)試結(jié)果
    4.3 行波光電探測(cè)器陣列與對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列的性能對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列的優(yōu)化
    5.1 光電探測(cè)器管芯外延結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
    5.2 雙管芯對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列電極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
        5.2.1 光電探測(cè)器陣列電極的傳輸線理論
        5.2.2 優(yōu)化光電探測(cè)器電極結(jié)構(gòu)的仿真方法
        5.2.3 雙管芯對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列電極結(jié)構(gòu)的仿真優(yōu)化
        5.2.4 最優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)的制備及測(cè)試
    5.3 優(yōu)化雙管芯對(duì)稱連接單行載流子光電探測(cè)器陣列的制備及測(cè)試
    5.4 多管芯中心對(duì)稱光電探測(cè)器陣列的設(shè)計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 與亞波長(zhǎng)光柵功分器混合集成的雙管芯對(duì)稱連接光電探測(cè)器陣列的提出與實(shí)現(xiàn)
    6.1 與亞波長(zhǎng)光柵功分器混合集成的光電探測(cè)器陣列的設(shè)計(jì)
    6.2 二維亞波長(zhǎng)光柵功分器簡(jiǎn)介
        6.2.1 二維高折射率差亞波長(zhǎng)光柵的波前相位控制原理
        6.2.2 二維亞波長(zhǎng)光柵功分器的設(shè)計(jì)
        6.2.3 二維亞波長(zhǎng)光柵功分器的仿真結(jié)果
        6.2.4 亞波長(zhǎng)光柵功分器的分束效果測(cè)試
    6.3 與混合集成器件相關(guān)的制備工藝
        6.3.1 SOI基亞波長(zhǎng)光柵功分器的制備
        6.3.2 用于混合集成的工藝
    6.4 混合集成P-I-N光電探測(cè)器陣列
    6.5 混合集成單行載流子光電探測(cè)器陣列
    6.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 基于GPIB總線及PYTHON的光電子器件性能參數(shù)自動(dòng)測(cè)試程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    7.1 GPIB及PYTHON簡(jiǎn)介
    7.2 測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)試環(huán)境的搭建及測(cè)試程序的開發(fā)
        7.2.1 光電子器件性能測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        7.2.2 計(jì)算機(jī)端測(cè)試環(huán)境的配置
        7.2.3 測(cè)試程序的結(jié)構(gòu)
        7.2.4 基于腳本運(yùn)行環(huán)境的測(cè)試程序
        7.2.5 具備圖形化用戶界面的測(cè)試程序
    7.3 測(cè)試程序的擴(kuò)展及展望
    7.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 總結(jié)
    8.2 展望
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和申請(qǐng)的專利
    學(xué)術(shù)論文
    申請(qǐng)專利



本文編號(hào)：3745217