高倍增GaAs光电导开关中的单电荷畴

给出了高倍增SI-GaAs光电导开关在临界光能、电场阈值触发条件下的瞬态光激发电荷畴现象的实验结果,进一步讨论了生成畴的光、电阈条件,提出了脾类似于耿畴的单极电荷畴的物理模型来描述高倍增GaAs光电导开关中的Lock-on效应。分析了单极电荷畴形成和国辐射发光的物理过程,并对Lock-on效应的典型现象作了物理解释。 （将发表在《西安理工大学学报》2001 Vol.17 No.2）     

论文摘要

高倍增 Ga As光电导开关中的单电荷畴施　卫 ,陈二柱 ,张显斌(西安理工大学理学院 ,陕西西安 71 0 0 4 8)给出了高倍增 SI-Ga As光电导开关在临界光能、电场阈值触发条件下的瞬态光激发电荷畴现象的实验结果 ,进一步讨论了生成畴的光、电阈值条件 ,提出了用类似于耿畴的单极电荷畴的物理模型来描述高倍增 Ga As光电导开关中的 Lock-on效应。分析了单极电荷畴形成和辐射发光的物理过程 ,并对 Lock-on效应的典型现象作了物理解释。(将发表在《西安理工大学学报》2 0 0 1 Vol.1 7No.2 )真空内氧化法制备 α-Al2 O3/ Cu复合材料王武孝 ,袁…     

GaAs光电导开关非线性锁定效应的机理研究

根据光激发电荷畴模型,研究强电场条件下,半绝缘GaAs光电导开关体内热电子的瞬态输运过程及载流子与晶格相互作用的性质,并对光激发单极电荷畴的形成、生长、输运及达到稳定平衡状态的全过程进行了分析。认为GaAs光电导开关的非线性锁定效应是光激发单电荷畴处于稳定平衡状态时的必然结果,同时,电荷畴内部及前端的强电场区域伴随有热电子强烈的局部碰撞电离和辐射复合作用,使载流子迅速雪崩倍增,形成输出电脉冲的超快上升沿,强电场区出现在GaAs光电导开关的阳极周围,在电荷畴到阳极之间将发生强烈的碰撞电离和辐射复合发光,形成丝状电流。     

GaAs光电导开关激子效应的光电导特性

从GaAs光电导开关的激子效应和光激发电荷畴理论基础出发,研究了强电场触发下GaAs光电导开关激子效应的光电导特性;光激发电荷畴与激子效应的相互作用以及激子的形成、传输及离解过程形成自由电子和空穴,为激子激发光电导提供了必要的条件。影响激子效应的光电导特性的主要因素有:激子能级的吸收,束缚激子及光激发电荷畴引起的能带重整化效应,多声子跃迁,束缚激子沿位错线发生分裂和漂移。在上述因素的相互耦合作用下,使得GaAs光电导开关激子效应的光电导呈现出一定的振荡特性。     

非线性光导开关中的高场畴机制

应用多能谷结构的转移电子效应结合畴动力学分析探讨了高场畴的形成和发展的微观过程,在此基础上把非线性光导开关中观察到的重要特征现象——电流丝与气体放电中的放电现象相比较,合理地提出了一个重要的物理模型:畴电子崩.这一概念是系统全面地描述非线性光导开关的物理机制的基础.     

砷化镓光导开关中的电子雪崩域

分析了高增益砷化镓光导开关中载流子的碰撞电离现象,阐明了光致电离效应和转移电子效应高场畴的意义,揭示了电子雪崩域形成的充分必要条件和载流子的局域雪崩生长特性,理论分析与实验观察一致.     

半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁波展宽特性分析

介绍了自洽式多粒子蒙特卡罗方法模拟半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁时域波形。模型中采用光能、脉宽可调飞秒激光器作为触发光源,模拟的THz电磁波形与实验基本吻合。通过载流子在光电导体内的动态输运特性,分析了辐射THz电磁波场比触发光脉冲展宽的物理机制在于:光生载流子在外电场作用下,从初始状态到速度达到稳态要经历一个动量和能量弛豫过程,而正是由于载流子动量和能量的弛豫过程导致光电导天线辐射的太赫兹波展宽。高光能、低偏置电场下,空间电荷电场是造成光电导天线辐射的THz波呈现双极性的主要原因。     

GaAs非本征吸收

对光脉冲入射波长为1064nm时,GaAs光导开关上的直流电场为103V/cm观察到光电流的现象运用非本征吸收光电导理论进行了解释,讨论了恒定光强和高斯光强时,GaAs非本征吸收载流子浓度随时间的变化,并将高斯光强时的模拟结果同光导开关实验相比较,二者吻合很好     

激子效应对抛物量子点中光电导的影响

利用记忆函数方法研究了抛物量子点中的光电导,并导出了光电导的解析表达式.以典型的GaAs/Ga1-xAlxAs抛物量子点为例作了数值计算,结果表明,在弱耦合区域,随着抛物势频率的增加,光电导会随之增强,而在强耦合区域,光电导会随之减弱;在弱耦合区域,随着抛物势频率的增加,光电导峰会向左漂移,而且抛物势频率越大,光电导曲线越不对称;考虑了激子效应后的光电导比未考虑激子效应的光电导大了10%以上.     

热载流子效应对GaAs光电导天线仿真的DD模型修正

研究了光电导天线辐射产生的太赫兹电场强度与外加偏置电场的关系。利用太赫兹时域光谱系统对34μm孔径GaAs偶极子光电导天线进行了测量,得到了外加16.2 kV/cm电场时,辐射太赫兹电场趋于饱和。理论分析了热载流子效应是使光电导天线辐射太赫兹电场趋于饱和的主要原因。同时用热载流子效应修正的扩散-漂移模型结合时域有限差分方法对该天线进行了仿真,仿真与实测数据吻合,表明:考虑飞秒激光照射强场条件下GaAs材料,修正的扩散-漂移模型热载流子效应对漂移速度的影响能准确仿真偏置电场与光电导天线辐射场强的关系。     

基于半导体光放大器的开关矩阵级联规模的研究

分析了几种基于半导体光放大器的开光矩阵的级联特性，结果表明矩阵—矢量(matrix—vactor)开关规模的大小严重受限于大的分光损失，波导损失和耦合损失，然而对于分布增益矩阵—矢量开关矩阵和Benes开关矩阵，放大自发辐射噪声(ASE)的积累和信号的非理想消光比是限制系统级联规模的主要因素，当信号光功率较大时，非理想消光比对级联的规模有大的影响。     

交变电场下向列相液晶的非线性光学增强效应

本文研究了向列相液晶在交变电场作用下引起的Fredericks转变,测量了交变电场和直流电场作用下5CB和MBBA的阈值电场。文中还论述了MBBA在交变电场(450Hz)作用下产生的非线性衍射束的增强效应。     

具有切换时延的异步光分组交换调度方案(英文)

光交换结构有同步和异步两种工作方式,同步算法已经很多了,但异步调度算法却研究得较少。针对这种情况,提出了一个新的异步调度算法——LETF算法。证明了LETF算法在有两个输出端口时为最优调度算法,并进一步证实在多输出端口时,该算法为2近似调度算法。理论分析和仿真表明,LETF算法的时间复杂度为O(N),能达到100%吞吐量。一般情况下,在加速比最小时能无限接近于最优调度。     

具有切换时延的异步光分组交换调度方案

光交换结构有同步和异步两种工作方式，同步算法已经很多了，但异步调度算法却研究得较少。针对这种 情况，提出了一个新的异步调度算法——LETF算法。证明了LETF算法在有两个输出端口时为最优调度算法， 并进一步证实在多输出端口时，该算法为2近似调度算法，理论分析和仿真表明，LETF算法的时间复杂度为O（N）， 能达到100%吞吐量。一般情况下，在加速比最小时能无限接近于最优调度。     

一种闪存适用新型高速高驱动电压泵设计

提出了一种适用于低电压供电Flash Memory的新型高速高驱动电压泵的设计方法．在分析电压泵工作原理和结构演变并指出当前实现方法在驱动和响应上的制约因素的基础上,结合目前先进Flash Memory工作电压和工作要求,提出了结合三阱工艺和CTS方法以消除体效应和阈值电压降从而提高性能的四相位电荷泵设计方法,专门对时钟驱动进行的优化,提高了响应速度．最后在0．18μm,3V工艺上仿真并和几种现存实现方法对比得以验证．     

带泵浦的光双稳系统的激光阈值条件

本文将光学双稳性的强迫振动模型加以推广,研究了带泵浦的光学双稳系统(OBP)在粒子数反转条件下的稳态运转,包括自持振荡和带入射信号系统的光放大过程。首先给出了无入射驱动系统的一般激光条件。进而揭示并讨论了带入射信号系统光放大输出的增益阈值及其变化规律,同时发现了系统失谐与光放大条件和频率牵引效应的关系。     

Broad-band optical parametric gain on a silicon photonic chip

Developing an optical amplifier on silicon is essential for the success of silicon-on-insulator (SOI) photonic integrated circuits. Recently, optical gain with a 1-nm bandwidth was demonstrated using the Raman effect, which led to the demonstration of a Raman oscillator, lossless optical modulation and optically tunable slow light. A key strength of optical communications is the parallelism of information transfer and processing onto multiple wavelength channels. However, the relatively narrow Raman gain bandwidth only allows for amplification or generation of a single wavelength channel. If broad gain bandwidths were to be demonstrated on silicon, then an array of wavelength channels could be generated and processed, representing a critical advance for densely integrated photonic circuits. Here we demonstrate net on/off gain over a wavelength range of 28 nm through the optical process of phase-matched four-wave mixing in suitably designed SOI channel waveguides. We also demonstrate wavelength conversion in the range 1,511-1,591 nm with peak conversion efficiencies of +5.2 dB, which represents more than 20 times improvement on previous four-wave-mixing efficiencies in SOI waveguides. These advances allow for the implementation of dense wavelength division multiplexing in an all-silicon photonic integrated circuit. Additionally, all-optical delays, all-optical switches, optical signal regenerators and optical sources for quantum information technology, all demonstrated using four-wave mixing in silica fibres, can now be transferred to the SOI platform.     

砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射效应

应用统计物理方法研究了高增益砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射效应.导出了高增益砷化镓光导开关中电流丝的自发辐射规律,在砷化镓样品中引入复合辐射强度与辐射的波长分布函数的概念,近似确定了高增益砷化镓光导开关中电流丝的平均辐射复合系数为(883 nm)≈0.1125,导出了各辐射波长的辐射复合系数与平均辐射复合系数之间的关系,验证了峰值波长为890 nm的光输出能量与实验观察结果吻合,在理论上揭示了电流丝顶部的光生载流子密度的分布规律.结果表明:电流丝的体积面积比值和电流丝内平均载流子密度是影响电流丝辐射效应的两个主要因素,波长876 nm的辐射在紧邻电流丝顶部产生的最大载流子密度具有主导作用,最大光生载流子密度比电流丝内平均载流子密度小1–2个数量级.     

高倍增 GaAs 光电导开关的设计与研制

首次报导了采用Ｓｉ３Ｎ４、硅凝胶钝化／保护的微带线低电感输出的全固态ＳＩ－ＧａＡｓ高压亚纳秒光电导开关的研究结果,该器件的耐压强度为３５ｋＶ／ｃｍ,具有理想的暗态伏安特性;典型的电流脉冲上升时间为２００ｐｓ,电流达１００Ａ．并在实验中观测到典型的高倍增（Ｌｏｃｋｏｎ效应）现象．