高速大功率光波導(dǎo)探測器新結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、模擬光電探測器在微波光子領(lǐng)域有很多重要應(yīng)用。在光載無線通信系統(tǒng)（radio-over-fiber，ROF）和相控陣雷達系統(tǒng)（Phased Array Radar，PAR）中，高速大功率的模擬光電探測器可用于直接驅(qū)動天線。傳統(tǒng)的垂直入射型探測器和波導(dǎo)探測器都難以滿足對于高速大功率兩個方面的同時需求。本文首先計算了大橫截面單模波導(dǎo)模型，但是由于大橫截面單模波導(dǎo)結(jié)構(gòu)能量損耗過大，且能量很難從下波導(dǎo)耦合到上波導(dǎo)，使得該結(jié)構(gòu)的實際運用大打折扣。接

2、下來本文提出了對稱水平方向耦合波導(dǎo)探測器，該探測器工作在基超模和二階超模，其橫截面可以達到5×5μm2，降低了光纖-波導(dǎo)的耦合難度。本文主要從以下幾個方面來具體研究對稱水平方向耦合波導(dǎo)探測器的特性。
　　1、提出了對稱水平方向耦合波導(dǎo)探測器的具體結(jié)構(gòu)，并通過大量的MATLAB計算與BeamProp軟件仿真，設(shè)計出了探測器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　2、根據(jù)設(shè)計的對稱水平方向耦合波導(dǎo)探測器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，運用有效折射率法具體分析了探測器的波

3、導(dǎo)模式，計算了探測器的基超模、一階超模和二階超模，根據(jù)探測器的具體結(jié)構(gòu)分析探測器應(yīng)該工作在基超模和二階超模，最后驗證了探測器的超模匹配條件。
　　3、根據(jù)單行載流子理論具體設(shè)計了探測器的外延層結(jié)構(gòu)，并結(jié)合探測器的具體結(jié)構(gòu)通過ATLAS和BeamProp軟件仿真和MATLAB計算，對探測器的具體性能進行了分析。驗證了探測器的光電流分布均勻，且探測器對中心波導(dǎo)偏移的影響不大。接下來計算了探測器的飽和電流和3dB帶寬，得到探測器的飽和電