基于光子晶体的一维位置敏感探测器

位置敏感探测器（PSD）是基于半导体的横向光电效应的光电转换器件。根据横向光电效应的原理,增强光生载流子的寿命可提高光生载流子的扩散长度,从而实现横向光电效应的增强。利用缺陷和完整光子晶体设计了一维位置敏感探测器,并用传输矩阵法计算了缺陷光子晶体的透射率和完整光子晶体的反射率。从所设计的位置敏感探测器对入射光的响应理论研究表明,提高缺陷光子晶体的透射率和完整光子晶体的反射率可提高光生载流子的寿命,从而实现增强位置敏感探测器的横向光电效应。     

光电子技术与器件 光探测与器件

TL816.5 2006043410基于PSD的电振动台特性检测系统研究=Research of thetesting systemof characteristics of electrical vibration tablebased on PSD[刊,中]/徐晖(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室.浙江,杭州(310027)) ,舒晓武…∥光学仪器.—2006 ,28(1) .—80-84介绍了基于位置敏感传感器的电振动台特征检测系统的研究。该系统采用自准直光路原理,利用PSD对位置的高分辨能力特性和电振动台微小角扭动进行精密测量数据经高速AD采样后送入计算机,通过分析即可获得电振动台在各种振动模式下角速率时域频域特性。对系统存在的各…     

高速高饱和单行载流子光探测器的设计与分析

设计了一种In P基的背入射台面结构的单行载流子光探测器.通过在吸收层中采取高斯型掺杂界面及引入合适厚度和掺杂浓度的崖层,使得光探测器同时具备了高速和高饱和电流特性.理论分析表明,在光敏面为14μm2、反向偏压为2 V条件下,该器件的3 d B带宽可达58 GHz,直流饱和电流高达158 m A.在大功率光注入条件下,详细分析了光探测器带宽降低和电流饱和现象,得出能带偏移和电场坍塌是其根本原因的结论.     

60Coγ射线对高铝组分Al0.5Ga0.5N基p-i-n日盲型光探测器理想因子的影响

采用⁶⁰Co γ射线源对高铝组分Al_0.5Ga_0.5N盲紫外p-i-n结构光探测器和Si基可见光p-i-n结构探测器进行了累计剂量分别为0.1, 1, 10 Mrad(Si)总剂量辐照实验. 实验发现, 随着辐照剂量的增加, AlGaN盲紫外p-i-n结构光探测器的理想因子显著增大, 辐照后理想因子n > 2; 而Si基可见光p-i-n 结构探测器的理想因子随辐照剂量的变化并不明显. AlGaN盲紫外p-i-n结构光探测器理想因子的退化可能主要是因为欧姆接触性能的退化, Si基可见光p-i-n结构探测器的理想因子的变化则可能是由于敏感层的退化. 关键词： xGa_1?xN')" href="#">高铝组分Al_xGa_1?xN γ射线辐射效应 理想因子 欧姆接触     

光电子技术与器件 光学传感、传感器

TP212．12 2005042921 光敏层电阻率非均匀分布对PSD定位影响的研究=Influ- ence of non-homogeneous resistivity in the photosensitive layer on position sensitive detectors[刊,中]／陶忠祥(中科院长春光机所,吉林,长春(130033)),林明秀…／／光学技术,-2005,31(1),-84-86,89 采用数值方法对光敏层电阻率的非均匀分布及对位置敏感探测器(PSD)的影响进行了研究,结果显示,在现有的制作工艺保障最大电阻率变化不超过1％时,电阻率的非均匀分布对四边形PSD的非线性影响很小,相比较之     

自准直仪光学系统设计

设计一种能同时进行两维测量的、智能化的数显式自准直仪,该光学仪器可用来进行小角度测量。系统设计波长为670 nm,为了达到1 m的焦距,同时也缩小系统的体积,自准直仪采用折返式结构。系统中使用位置敏感探测器(PSD)作为接收器,仪器的指标满足设计要求:测量范围为6,精度为0.1。通过Zemax仿真对自准直仪主光路进行设计及优化,出射为平行光束,由足迹图观测被测面接收到的光分布均匀,能够满足实际生产中的需要。     

四边型位置敏感探测器位置公式的改进

四边形位置敏感探测器（PSD）的传统位置计算公式不能正确反映实际光斑位置,存在严重的枕形失真,需要进行复杂的修正.基于Lucovsky方程的解析解,提出了改进型的PSD计算公式,结果表明,采用改进型公式可以使用少量数据完成对PSD的非线性修正,极大地提高PSD中央大部区域的线性度.对于1×1 cm2的PSD,在60%光敏面的区域内均方根误差小于3 μm,非线性度小于0.05%,该公式适用于所有的四边形PSD,对于PSD的实际应用具有重要意义.     

Si基碲镉汞光伏探测器的深能级研究

通过变温I-V测试方法对中波Si基碲镉汞光伏探测器的深能级进行了研究. 首先在产生-复合电流为主导电流机理范围内对Si基碲镉汞探测器的I-1/(k_BT)曲线拟合,得到-0.01 V偏压下单元Si基碲镉汞器件的深能级E_g/4.然后对不同偏压下的实验数据进行了拟合、比较,发现不同偏压下起主导作用的深能级与该偏压下的暗电流机理有较好的对应关系. 最后对-0.01 V偏压下不同面积器件的深能级进行了拟合、比较,发现 关键词： Si基碲镉汞 深能级 产生-复合电流 理想因子     

光敏层电阻率非均匀分布对PSD定位影响的研究

采用数值方法对光敏层电阻率的非均匀分布及对位置敏感探测器(PSD)的影响进行了研究,结果显示,在现有的制作工艺保障最大电阻率变化不超过1%时,电阻率的非均匀分布对四边形PSD的非线性影响很小,相比较之下,其对一维PSD的影响要大的多。因此,光敏层电阻率的非均匀分布是造成一维PSD非线性的一个主要原因,而对于四边形二维PSD则不是主要原因。     

光学仪器 X射线、紫外线及其仪器

O434.12006032772基于平板模型的X射线散射特性研究=Scatter law of flatmodel[刊,中]/刘进(中物院流体物理研究所.四川,绵阳(621900)),刘军…∥强激光与粒子束.—2006,18(1).—173-176为了进一步研究高能X光散射的特性,以平板为模型,通过解析方法和蒙特卡罗(MC)数值模拟研究了X光散射的规律。研究结果表明,高能X光的散射以康普顿散射为主,当平板厚度相应的X光光程小于2.0时,平板散射中的一次康普顿散射超过75%;当达到探测器的散射照射量最大时,平板厚度相应的X光光程介于1.0与2.0之间。图3表2参5(严寒)光学仪器 X射线、紫外线及其仪…     

基于BP优化算法的PSD非线性校正

针对位置敏感探测器(PSD)固有的非线性,提出一种基于BP优化算法的PSD非线性校正方法。以传统的牛顿算法为基础,推导了Levenberg Marquardt算法,即BP优化算法的相关原理。采用Matlab软件编程,网络采用具有2个中间隐层的结构形式,2个隐层使用的神经元数分别为40和30,最大训练次数取500次,利用sim函数计算并仿真网络输出,网络输出误差均在0.001 mm之内,其中最大误差不超过0.003 mm,实现了对PSD非线性的校正。     

枕型二维位置敏感探测器的研制

证明了枕型二维位置敏感探测器设计的基本原理———Gear定理,并推导了适用于枕型二维位置敏感探测器的位置计算公式,此外还提出了枕型二维位置敏感探测器的制作工艺和测试结果。采用集成电路工艺所研制的枕型二维位置敏感探测器(光敏面为8 mm×8 mm)表现出良好的光电特性,当反偏为5 V时其暗电流约为15 nA,峰值时的光谱灵敏度超过了0.6 A/W。在所测量的 75%光敏区域内,均方根位置误差约为 0.135 mm,而以均方根位置误差表示的非线性度在1.1%左右,比四边形二维位置敏感探测器的位置线性度提高了近一个数量级。     

SOI基高响应度TFET探测器的设计与仿真

提出一种SOI基的新型隧穿场效应晶体管(TFET)探测器结构,将光电二极管与TFET结合,实现光信号的探测放大。光电二极管的正极与TFET的栅极互连,感光后光电二极管的光生电势调控TFET的沟道势垒,控制TFET的输出电流,实现光信号到电流信号的转化。陡峭的亚阈值摆幅能有效放大输出电流,提高TFET探测器的响应度。应用SILVACO完成探测器结构和性能的模拟仿真。光电二极管的光生电势通过较薄的BOX区形成了TFET的底部栅压,增强了对沟道势垒的控制能力,增大了输出电流,结果表明,探测器对弱光具有较高的响应度,当入射光强小于10mW/cm~2时,响应度可超过10~4 A/W。此外,通过调整光电二极管的反偏电压、在源区与沟道间插入n~+口袋等方法可显著提高探测器的输出电流和响应度。     

基于选区外延技术的单片集成阵列波导光栅与单载流子探测器的端对接设计

选区外延技术是实现有源与无源光器件单片集成的一种有效的工艺手段,但同时对两种器件在异质生长界面处的对接结构提出了更高的设计要求.本文通过选区外延技术实现了InP基O波段4通道阵列波导光栅与单载流子探测器的单片集成.通过光学仿真重点研究了选区外延后界面处形貌对无源波导结构与有源光探测器间光耦合效率的影响,包括伸长的光学匹配层、二次外延生长边界位置、波导刻蚀边界位置等因素.研究结果表明,在保证二次外延生长边界对准异质对接界面时,将光学匹配层伸出探测器前端10μm并与外延边界无缝对接既可以保证高效的光传输效率(或探测器量子效率),又可以避免外延界面处的异常生长对器件制备工艺的影响,保证生长工艺与器件制备工艺的兼容性.成功制备的单片集成芯片具有高达76%的探测器量子效率,证明了对接方案的有效性.同时,集成芯片的低串扰(-22 dB)与解复用特性展示出其作为解复用光接收芯片具有巨大潜力.     

一维位置敏感探测器位置准确度和线性度的改进

在常规的条状一维位置敏感探测器（PSD）中,光敏区和位置电阻区是结合在一起的,器件的欧姆接触电极难以做得比较理想,因此器件的位置准确度和线性度也受到了不利的影响。而在梳状一维位置敏感探测器中,光敏区和位置电阻区被分成了梳齿区和梳脊区两部分,并且位置电阻区被设计成很窄的长条,即使掺杂浓度比较高,位置电阻也能做得相当大。这样条状一维位置敏感探测器接触电极上的缺陷就可消除。用两种不同的一维位置敏感探测器所测量的位置特性曲线证实了理论分析的正确性。测量结果还表明,梳状一维位置敏感探测器的位置准确度和线性度比条状一维位置敏感探测器有了显著的提高,梳状一维位置敏感探测器的平均位置误差从条状一维位置敏感探测器的55μm减小到了26μm,梳状一维位置敏感探测器的均方根非线性度从条状一维位置敏感探测器的0．94％减小到了0．09％。     

宽光谱高比探测率有机光电探测器

为实现有机光电探测器对三基色(红、绿、蓝)的全响应以及器件性能的改善,研究了在聚(3-己基噻吩)(P3HT)∶[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)活性层中,掺入窄带隙材料(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩)-(4-氟代噻并[3,4-b]噻吩)(PBDT-TT-F)实现光谱拓宽以及通过提高阳极修饰层电子注入势垒来降低暗电流,改善探测器性能的方法,研究了PBDT-TT-F掺杂浓度以及修饰层厚度对探测器光电学性能的影响规律.在此基础上,获得了一个覆盖400~750nm波长范围的探测器,并且在低偏压-1V下三基色的线性动态范围和比探测率分别达到了81、80、81dB和2.7×1012、2.0×1012、2.6×1012 Jones.结果表明:在保持原有二相体异质结薄膜的微观形貌和电学特性前提下,掺入13wt.%少量光谱拓宽材料可实现活性层的光谱拓宽.采用合适厚度的三氧化钼(MoO3)层替换原有的聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)阳极修饰层,可使探测器的三基色线性动态范围和比探测率大幅提高.该研究为研发宽光谱高探测率三基色有机光电探测器提供了一种新思路.     

光学传感、传感器

描述位置敏感探测器(PSD)的Lucovsky方程在一定简化条件下可求得解析解。提出了利用有限元分析软件FlexPDE对非简化Lueovsky方程进行二维区域数值求解的方法,并对四边型PSD进行了分析,结果表明该方法能够准确地分析二维PSD     

硅基全光宽带太赫兹幅度调制器的研究

提出了一种基于掺金硅的全光学宽带太赫兹波幅度调制器, 研究了金(Au)点阵掺杂后硅(Si)体内的少数载流子寿命及其太赫兹波调制特性. 实验结果表明, 掺杂的Au原子为Si中的光生电子- 空穴对提供了有效复合中心, 使其少数载流子寿命由原来十几微秒降低至110 ns左右. 利用波长915 nm 调制激光作为抽运光源, 在340 GHz载波的动态调制测试中获得4.3 MHz的调制速率和21%的调制深度, 使Si基调制器的调制速率提高了两个数量级. 该全光太赫兹调制器可工作在整个太赫兹频段内, 具有极化不敏感特性, 因而在太赫兹波高速和宽带调控方面具有重要的应用价值, 也是构建光控型Si 基太赫兹功能器件的重要基础.     

双维位置灵敏CsI(Tl)探测器

描述了一种双维位置灵敏CsI(Tl)探测器.用3组分α源测量该探测器得到的位置分辨为0.81mm(FWHM),对于69MeV/u ³⁶Ar能量分辨为0.9％(FWHM).在RIBLL的ΔE-E粒子鉴别望远镜中常常作为E探测器.由于CsI(Tl)晶体对不同的粒子的能损-光输出的非线性,需要针对不同离子对CsI探测器作能量-光输出校正曲线.     

CsI光阴极在10-100 keV X射线能区的响应灵敏度计算

为了满足10-100 keV高能X射线光电探测器研究的需要,对CsI光阴极在该能量范围的响应灵敏度进行了研究.基于高能量X射线光子与材料相互作用的物理过程,分析了康普顿散射等效应对CsI响应灵敏度的影响.推导了CsI的响应灵敏度与二次电子平均逃逸深度和光阴极厚度的关系式和二次电子平均逃逸深度与入射光子能量的关系式,计算了CsI在10-100 keV范围内的响应灵敏度,计算结果与实验测试数据相符,验证了分析与推导的可靠性.根据计算可以获得不同入射X射线能量下CsI光阴极的最佳厚度,从而为高能X射线光电探测器的设计优化提供了理论参考.