GaAs光导开关电极制备工艺及性能测试

为了解决目前GaAs光导开关成品率低、稳定性差和可靠性低等问题,提出了GaAs光导开关的关键电极制备工艺解决方案。该方案首先以半绝缘GaAs材料作为衬底,利用电子束蒸镀机在GaAs衬底上沉积Ni/Ge/Au/Ni/Au金属复合层作为光导开关电极,并对电极进行快速退火使其与GaAs衬底形成欧姆接触;然后,为了隔绝光导开关与外界环境,在GaAs衬底上沉积氮化硅作为钝化保护层;最后,通过在欧姆接触电极上外延场板的工艺,制备出电极间距为4 mm的异面GaAs光导开关。对所制备的GaAs光导开关的测试结果表明：在400℃退火条件下,电极的接触电阻率最低可达到0.019 5Ω·cm²;采用50Ω单脉冲形成线,在工作频率为1 kHz、偏置电压为22 kV时,光导开关的输出电压脉冲为10 kV,脉冲上升时间为亚ns量级。采用该制备方法制备的GaAs光导开关的成品率高达约98%,可稳定工作上万次。     

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。     

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。     

由透射率研究非线性玻璃非线性系数的理论分析

通过非线性玻璃吸收光谱中非本征吸收区的透射率分析非线性玻璃的非线性系数。把非线性玻璃中光电场满足的Ｍａｘｗｅｌｌ方程变换为一个非线性自治一阶常微分方程组,数值求解得到非本征吸收区的透射率随非线性玻璃非线性系数的大而单调减小的数值关系,指出非本征吸收区的透射率的不同反映了非线性玻璃非线性系数的不同,这为分析比较不同尺寸的半导体量子点玻璃的非线性系数提供了一种方便实用的方法。     

光在组织中传输的光强分布的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗方法，模拟计算了无限窄细光束、高斯光束、平面圆束等三种光束与血管内膜组织相互作用时的光强分布，并分析了光强分布的变化及导致这种的原因，讨论了三种光束光强分布变化的区别及由此引起的三种光束的实际适用范围。     

室内空气品质的灰色非本征预测模型

利用灰色系统理论和原有的确定性物理模型建立了室内空气品质灰色非本征预测模型．并利用灰色非本征模型模拟了两种条件下，室内二氧化碳随时间变化的特性．计算实例表明，灰色非本征模型在预测室内空气品质时具有较好的实用性和精确性．     

匹配高斯光束在双光子光伏光折变介质中的自偏转

通过数值模拟的方法,研究了无偏压双光子光伏光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性.结果表明,对于给定的与双光子光伏光折变晶体参量匹配的高斯光束,在晶体中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转.高斯光束的自偏转程度首先随入射光强的增加而增加,当光强达到一定程度后随着入射光强的增加偏转程度反而减小.     

菲涅耳波带片衍射产生的光谱奇异现象

研究高斯型光谱的完全空间相干光经菲涅耳波带片后,远场轴上点的光谱奇异现象.结果表明,在相位奇异点处,高斯型光谱一分为二,出现光谱开关现象.在相位奇异点附近,一些点处的光谱发生蓝移,而另一些点处的光谱发生红移.这些光谱奇异现象与观测点位置有关,光谱开关总是发生在光强为极小值处.分析和比较几种菲涅耳波带片的光谱奇异现象,以及其光强分布情况.     

利用球差透镜获得平顶激光光束

利用球差透镜获得平顶激光光束蒲继雄庄其仁（华侨大学电气技术系泉州３６２０１１）单横模激光器输出的激光光束是光强为高斯分布的高斯光束。在许多应用场合，要求激光光束的光强分布是平顶激光光束。人们采用了吸收滤波片、微透镜列阵以及衍射光学元件等方法，把高斯光...     

多色高斯光束照射下透镜轴棱锥的聚焦特性

从菲涅耳衍射积分公式出发,推导多色高斯光束被球差透镜衍射后光强分布的解析公式,进行数值模拟和物理分析.结果表明,光谱半宽σ小的多色高斯光束照射透镜轴棱锥时,不同观察面的光强分布均为J20的形式.随观察平面远离透镜轴棱锥,横向光强第1零点半径逐渐增大;但当σ取值较大时,横向光强分布不再是J20的形式,且横向光强的零点不再明显.对于轴上光强而言,多色高斯光束提高轴上光强分布的均匀性.     

微微秒光电导采样技术及应用

本文介绍了微微秒光电导采样技术的原理，应用自己研制的微微秒光电导采样系统测量了自制的ｐｓ光电导开关、超高速光电探测器、同轴电缆线的色散展宽、锁模Ａｒ激光的脉冲宽度和ＧａＡｓ场效应晶体管的响应时间等。     

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．     

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.     

SOS微微秒光导开关的结构设计及实验结果

本文讨论了微微秒光导开关电路参数对开关响应速度的影响。给出了微微秒光导开关的结构设计和实验结果。本文报道的ＳＯＳ微微秒光导开关输出电脉冲半强宽小于５ｐｓ，电脉冲幅度为ｍｖ量级。     

砷化镓太赫兹光导天线的制备及性能研究

用半绝缘砷化镓(SI-GaAs)材料制备了太赫兹(THz)光导天线和天线阵列,其电极间隙分别为50μm、100μm、150μm。用THz时域光谱系统(THz-Time domain system)测试和比较了三种不同电极间隙天线的THz辐射性能,研究了电极间隙的大小对光导天线辐射THz性能影响。实验表明相同衬底材料、几何结构和制作工艺的天线,辐射出的THz电磁波的频谱基本相同,与电极间隙无关;光导天线THz电磁波远场辐射强度与外加偏置电场和天线的有效辐射面积成正比。光导天线阵列在相同的偏置电场以及相同激光光源的情况下比常规光导天线有更强的辐射THz波的能力。     

高倍增GaAs光电导开关中的单电荷畴

给出了高倍增SI－GaAs光电导开关中在临界光能,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,提出用类似于耿畴的单电荷畴的物理模型来描述高倍增GaAs光电导开关中的Look-on效应。分析了单电荷畴的民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。     

Research of high speed optical switch based on compound semiconductor

High-speed optical switch and its array are the crucial components of all-optical switching system. This paper presents the analytical model of a total-internal-reflection （TIR） optical switch. By employing the carrier injection effect in GaAs and the GaAs/AlGaAs double heterojunction structure, the X-junction TIR switch and the Mach-Zehnder interference （MZI） switch are demonstrated at 1.55 μm. The measured results show that the extinction ratio of both switches exceeds 20 dB. The switching speed reaches the scale of 10 ns.     

高功率超短电磁脉冲微波源及其应用

给出了采用全固态绝缘、微带线低电感输出的Ｓｌ－ＧａＡｓ超快光电导开关作为高功率亚ＧＨｚ电磁脉冲微波源的实验结果。总结了强电场下半导体光电导开关呈现出的引发、维持及恢复过程的非线性特性。阐述了超快光电导开关用作电磁导弹脉冲源的原理、性能,以及超短电磁脉冲在超宽带雷达和超宽带通信领域内的应用前景。     

砷化镓光导开关中流注自发辐射实验的理论分析

分析了高增益砷化镓光导开关中流注（即电流丝）一端不同辐射波长的自发辐射实验现象,导出了不同辐射波长的辐射复合系数之间的关系,拓展了电流丝的自发辐射随电流丝电流变化的数学模型．计算结果表明,丝电流相同时流注自发辐射的其他峰值强度略小于890nm自发辐射强度．