發(fā)布時間：2023-02-18 15:20

　　隨著現(xiàn)代社會信息化進程不斷加速,網(wǎng)絡通信量呈“爆炸式”提高,人們對海量數(shù)據(jù)的長距離傳輸和寬帶移動接入的需求日益凸顯,于是高速、超高速光纖通信技術及寬帶光載無線技術作為解決這些問題的主要方法得到了極大的關注。在超高速長距離光纖傳輸系統(tǒng)中,采用不同調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)中的應用使得接收機中的光電探測器需同時具備高速響應、高飽和和高線性度的特性。在寬帶無線光網(wǎng)絡的光載無線(Radio over Fiber,RoF)系統(tǒng)中,高頻、高動態(tài)范圍的毫米波調制光信號也需要更高響應速率、更大動態(tài)范圍、更好線性度的光電探測器加以支撐。本論文以提高光電探測器的高速、大功率性能為目標,圍繞高速、大功率、低功耗光電探測器及陣列的外延層結構、電極結構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)新點和研究成果如下:1.提出了具有InAlAs/InGaAs p型異質結構構的單行載流子光電探測器結構。與InP材料相比,InAlAs材料較高的導帶及價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散,同時減小光生空穴向p接觸層渡越時的勢壘高度,因此...

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學位級別】：博士

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



本文編號：3745217