垂直方向耦合光波導(dǎo)探測(cè)器的研究.pdf

1、在光控相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中，光電探測(cè)器起著重要的作用，缺乏大功率高速光電探測(cè)器是制約光控相控陣?yán)走_(dá)實(shí)用的瓶頸。傳統(tǒng)的 PIN光電二極管和光波導(dǎo)探測(cè)器存在很多的不足，近年來(lái)，在方向耦合光波導(dǎo)探測(cè)器的基礎(chǔ)上，提出一種新型的大功率高速度的光電器件——垂直方向耦合光波導(dǎo)探測(cè)器，解決了光控相控陣?yán)走_(dá)的“相移問題”和“微波功率問題”。
　　本文主要對(duì)垂直方向耦合光波導(dǎo)探測(cè)器方案進(jìn)行理論上的設(shè)計(jì)研究，實(shí)現(xiàn)大功率高速度要求。本文作者主要展開了以下四個(gè)

2、方面的工作：
　　1、大量查閱文獻(xiàn)，在了解國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了一種垂直方向耦合光波導(dǎo)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在滿足模式匹配條件的情況下，波導(dǎo)中電流分布均勻，能滿足大功率要求。
　　2、采用 BeamProp軟件對(duì)垂直方向耦合光波導(dǎo)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行仿真，使其滿足模式匹配條件，確定了垂直方向耦合光探測(cè)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并通過Matlab編程來(lái)進(jìn)行有效折射率法驗(yàn)證該結(jié)構(gòu)滿足要求。同時(shí)針對(duì)輸入端燒毀問題提出了加入輸入波導(dǎo)的解決

3、方案，減小光電流的波動(dòng)。
　　3、垂直方向耦合光波導(dǎo)探測(cè)器的基片采用單載流子（Uni-traveling-carrier，UTC）結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)其外延基片，采用 Silvaco軟件，對(duì) UTC結(jié)構(gòu)中載流子的輸運(yùn)情況進(jìn)行分析計(jì)算，協(xié)調(diào)飽和電流和響應(yīng)速度的矛盾，設(shè)計(jì)出UTC膜系。
　　4、由 Silvaco軟件仿真，得到本文中所設(shè)計(jì)的垂直方向耦合光波導(dǎo)探測(cè)器的基本性能指標(biāo)為帶寬20 GHz，渡越時(shí)間為2.9e-11s，理論上基本能達(dá)