發(fā)布時(shí)間：2024-07-05 18:28

　　低噪聲高信噪比的光電探測器已廣泛應(yīng)用于通信、遙感、天文觀測、醫(yī)學(xué)成像、國土安全、無損檢測等弱光信號檢測領(lǐng)域。其中異質(zhì)結(jié)光電晶體管(HPTs)與主流的弱光信號探測器PIN光電二極管(PIN-PDs)和雪崩光電二極管(APDs)相比,它可以在無雪崩噪聲的情況下提供較大的內(nèi)部增益,并且能在低偏置電壓下以線性方式工作,因此得到了廣泛的關(guān)注,甚至在某些領(lǐng)域具有超越PIN-PDs和APDs的潛力。與發(fā)射區(qū)基區(qū)面積比為1的異質(zhì)結(jié)光電晶體管相比,發(fā)射區(qū)縮小的異質(zhì)結(jié)光晶體管具有更高的光學(xué)增益。為了定量地描述器件發(fā)射區(qū)基區(qū)面積比與光增益之間的關(guān)系,并找出器件面積比的最佳取值,我們通過推導(dǎo)得到了光增益與面積比的表達(dá)式,并給出了光增益隨器件面積比的變化曲線。在此基礎(chǔ)上,考慮到Ga As基材料的外延和器件工藝都相對成熟,我們首先設(shè)計(jì)了5組Ga As基的不同面積比HPTs器件,測試其輸出特性,并對數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示,測試得到的實(shí)驗(yàn)值與理論推導(dǎo)得到的變化曲線擬合的較好,兩者都證實(shí)了面積比越小的器件光增益越大。面積比為0.0625的器件具有最高的光學(xué)增益,比面積比為1的器件的光學(xué)增益大兩個(gè)數(shù)量級。然而,面...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1商業(yè)化光電探測器

個(gè)探測器的性能較為不易，因此人們的目光已經(jīng)從提高單個(gè)探測器器件的性能轉(zhuǎn)移到提高與探測器相連的集成電路（ReadOutIntegratedCircuitROIC）的性能上（Bielecki，2004）。雖然，對ROIC的改進(jìn)和完善不包含在光信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程中，但是ROIC的改....

圖1.2光纖通信系統(tǒng)的原理圖

第1章緒論3子圖像變得相對容易和快速，這些光電探測器憑借各自的性能優(yōu)勢應(yīng)用于多種多樣場景中。表1.1不同材料商品化光電探測器性能參數(shù)Table1.1Prametersofcommercialphotodetectorsbasedondifferentmaterials例如：高響應(yīng)....

圖1.3光電接收器的原理圖

異質(zhì)結(jié)光晶體管器件的設(shè)計(jì)及工藝基礎(chǔ)研究4部件（Famaetal.，2002）。在光纖通信系統(tǒng)中，信號會在鏈路中衰減，改進(jìn)光電探測器的特性和性能可以有效的減少中繼站的數(shù)目。圖1.3光電接收器的原理圖Figure1.3Schematicofaphotoelectricreceiver....

圖1.4光電探測器分類圖

第1章緒論5圖1.4光電探測器分類圖Figure1.4Classificationdiagramofphotodetectors分類中的光子探測器的工作原理又可以再細(xì)分為兩大類分別是基于外光電效應(yīng)的探測器和基于內(nèi)光電效應(yīng)的探測器（WuandLuo，2018）。內(nèi)光電效應(yīng)可分為光電....

本文編號：4001347