光電探測(cè)器是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電器件,是光纖通信系統(tǒng)中非常重要的組成部件。光電探測(cè)器性能優(yōu)劣程度對(duì)通信系統(tǒng)的好壞起著決定性的作用。伴隨科學(xué)水平的進(jìn)步,光電探測(cè)器件的性能也不斷提升,科學(xué)家要求光電探測(cè)器既具備大的輸出光功率而且還具有高響應(yīng)速度。而在單行載流子光電探測(cè)器,只有電子是有源載流子,結(jié)合光波導(dǎo)結(jié)構(gòu),使其具有高響應(yīng)速度和高響應(yīng)度的優(yōu)點(diǎn),具有重要的研究意義。本論文的工作主要是設(shè)計(jì)100GHz高速單行載流子光波導(dǎo)光電探測(cè)器,完成了以下工作:1、充分學(xué)習(xí)單行載流子光電探測(cè)器與光波導(dǎo)光電探測(cè)器的理論知識(shí),并且學(xué)習(xí)了相關(guān)的數(shù)值與器件仿真軟件使用方法。2、詳細(xì)分析光電探測(cè)器內(nèi)部的能帶結(jié)構(gòu)、電場(chǎng)強(qiáng)度、電流密度和載流子濃度的分布,并且分析了材料異質(zhì)結(jié)面結(jié)構(gòu)對(duì)光電探測(cè)器的影響,同時(shí)對(duì)交流小信號(hào)下光電探測(cè)器的特性進(jìn)行了分析。3、設(shè)計(jì)出一種結(jié)合單行載流子結(jié)構(gòu)與光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的單行載流子光波導(dǎo)光電探測(cè)器,建立它的二維模型。根據(jù)超模理論和數(shù)值仿真軟件BeamProp對(duì)垂直方向耦合波導(dǎo)探測(cè)器進(jìn)行了仿真。仿真得到光功率在光電探測(cè)器由于上下波導(dǎo)耦合的作用均勻地被吸收層吸收,使得器件光電流分布均勻。4、通過(guò)器... 

【文章來(lái)源】： 童文強(qiáng) 電子科技大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

耦合波導(dǎo)型光電探測(cè)器

圖 1-5 VDC-WGPD 的結(jié)構(gòu)示意圖取0 1 1 2， 0.3， 3 2，代入上面的光功率公式，根據(jù)公式可以計(jì)算出光功率隨耦合長(zhǎng)度與吸收長(zhǎng)度變化的關(guān)系，同樣也可以計(jì)算出光電流隨吸耦合與吸收長(zhǎng)度變化的關(guān)系，如圖 1-6 所示。已知光電流大小后，可以得到光電流密度的平均值，公式如下 cLcJzdzLJ0()1（1-5）對(duì)光電流密度進(jìn)行平方差計(jì)算可以得到器件中光電流分布的均勻性。光電流密度平方差的計(jì)算方法如下式所示( )JzJdzLJcLc 02()1（1-6）表 1-1 光電流密度平方差隨吸收與耦合長(zhǎng)度變化值

(a) 圖 1-6 光電流和總光功率沿波導(dǎo)縱向的分總光功率沿波導(dǎo)縱向的分布由于上面的結(jié)論是取0 1 1 2知零階超模與一階超模的傳播常數(shù)、光場(chǎng)的這些參數(shù)是假定的，實(shí)際上光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)數(shù)、光場(chǎng)和權(quán)重值就會(huì)相應(yīng)確實(shí)，所以光1.3.2 波導(dǎo)層設(shè)計(jì)在本文中波導(dǎo)結(jié)構(gòu)采用的是余老師具體結(jié)構(gòu)為垂直方向分上下兩波導(dǎo)，中間分平板波導(dǎo)，起來(lái)防止光的側(cè)漏的作用，況下這部分平板波導(dǎo)厚度為0.5μm。通過(guò)的上下型耦合波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)[14]，如表1

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3115718