PV型HgCdTe光电探测器中的混沌及其诊断

对激光辐照半导体光电探测器的实验研究,发现当一束不太强的稳定连续波激光照射在PV型HgCdTe光电探测器上时,可以引起探测器出现混沌行为。利用光电探测器的光电压信号随时间变化的实验数据,通过求功率谱、计算Lyapunov指数对混沌进行了诊断。     

连续波激光辐照PV型HgCdTe探测器的新效应

用连续波DF激光辐照PV型HgCdTe红外探测器,得到不同辐照功率密度下,探测器响应输出的一系列实验结果,观察到器件饱和以外的如探测器混沌、探测器单极化等一些新现象,这些结果与理论预期有着较大差别。给出了实验结果的初步解释,该实验结果为今后更好地研究PV型HgCdTe探测器提供了新的线索。     

连续波激光辐照PV型HgCdTe探测器的新效应

 用连续波DF激光辐照PV型HgCdTe红外探测器，得到不同辐照功率密度下，探测器响应输出的一系列实验结果，观察到器件饱和以外的如探测器混沌、探测器单极化等一些新现象，这些结果与理论预期有着较大差别。给出了实验结果的初步解释，该实验结果为今后更好地研究PV型HgCdTe探测器提供了新的线索。     

波段外10.6 μm激光辐照中红外PV型HgCdTe光电探测器机理分析

用波长为10.6 μm的波段外连续波激光辐照PV型HgCdTe中红外光电探测器,得到了不同辐照功率密度下探测器的响应输出随激光功率密度变化的一系列实验结果。观察到探测器对波段外激光的电压响应方向与波段内激光的电压响应方向相同,随波段外激光功率密度升高,探测器的电压响应值先增大后减小。分析认为:该现象是由于探测器材料的弱吸收和基底材料的强吸收在不同时刻产生的不同的温度梯度,与材料的整体温升共同作用的结果。该温度梯度在探测器内产生温差电动势,而热激发的电子空穴对在温度梯度的作用下定向运动被结电场分离,产生热生电动势,热生电动势是波段外激光辐照下PV型探测器中电动势产生的主要机制。     

PV型HgCdTe线阵探测器的光学串扰

针对MCT红外焦平面阵列器件普遍存在的光串扰问题进行研究,从器件内部结构上,建立了线阵器件理论计算模型,并基于载流子连续性方程,利用Comsol软件对光串扰的大小进行了数值定量计算,研究了不同探测器结构尺寸、温度和材料等参数对光串扰的影响;从器件外部结构上,利用几何光学,研究了外部光学结构对光串扰的影响。研究结果表明,器件内部的衬底外延层厚度与器件外部的真空层对光串扰的影响最大,为今后红外焦平面器件结构的改进提供了一定的理论指导。     

PV型HgCdTe线阵探测器对强光反常响应机制研究

采用多种波段内激光辐照带有电容反馈互导放大器(CTIA)读出电路的PV型线阵HgCdTe探测器,实验均发现,当激光功率密度增强到约10-2 W/cm2时,未辐照像素也存在响应,且其基底信号出现以前未曾发现的反常响应,即随功率密度的增加,未辐照像素基底信号的响应值先下降后上升,并且噪声增大。针对这一反常响应现象进行了深入研究,结果表明器件内部公共P级结构、电路共用Vref电压结构是导致这一反常响应的主要原因。     

一种新的分段非线性混沌映射及其性能分析

研究了logistic混沌映射的相关性质,指出当系统参数取值改变时,产生的混沌序列在相空间不具有遍历性.基于以上分析,构造了一种分段logistic混沌映射,对logistic映射和定义的分段logistic映射的分岔图和Lyapunov指数进行了研究,同时通过实验对这二种映射生成序列的随机性、相关系数、功率谱等性能进行了比较分析.在此基础上,定义了一种新的混沌系统性能评价指标——分岔迭代次数.结果表明,定义的分段logistic映射不仅具有良好的遍历性,而且对应的混沌系统相关评价指标的性能良好. 关键词： 混沌系统 相关系数 Lyapunov指数 功率谱     

激光辐照下PV型HgCdTe探测器反常响应机理

 利用PV型探测器开路电压的表达式,并考虑探测器的温度变化建立模型,对激光辐照下PV型HgCdTe探测器开路电压的变化进行了理论计算。当激光较弱时,计算结果与实验结果符合得很好。当激光较强时,对于辐照过程当中探测器输出变化的一般性趋势以及激光完全停照后的热弛豫过程,该模型也能给出较好的解释;但对于激光开始辐照时输出下跳和激光停止辐照时输出上跳的反常现象,该模型不能给出合理的解释。分析认为,该模型较好地描述了晶格温升对探测器输出的影响,但是它没有考虑热载流子效应;当激光较强时,热载流子效应不可忽略,特别是激光开始辐照和激光停止辐照时,载流子与晶格的温度差有比较明显的快速变化,从而导致了探测器的反常响应。     

混沌激光对非本征光导型探测器的混沌干扰机制研究

在唯象理论和二能级模型下,根据级联非线性系统原理,通过求解载流子输运动力学方程的Lyapunov指数,对混沌激光辐照下非本征光电导的混沌干扰机制进行了研究。结果表明：混沌激光能导致非本征光电导本身的混沌现象。     

混沌激光对非本征光导型探测器的混沌干扰机制研究

 在唯象理论和二能级模型下，根据级联非线性系统原理，通过求解载流子输运动力学方程的Lyapunov指数，对混沌激光辐照下非本征光电导的混沌干扰机制进行了研究。结果表明：混沌激光能导致非本征光电导本身的混沌现象。     

Design and modelling of high-operating temperature MWIR HgCdTe nBn detector with n- and p-type barriers

The paper present the numerical analysis of the electrical and optical properties of the mid-wave infrared (MWIR) HgCdTe nBn type detectors with a 3.4 μm cut-off wavelength (at 50% of the initial rise in the response) operating at 230 K. The analysed n⁺/B/n/N⁺ structure consists of four HgCdTe layers with n- and p-type barriers. Different structural parameters, as well as compositional and dopant profiles obtained in molecular beam epitaxy (MBE) and metal organic chemical vapour deposition (MOCVD) techniques were modelled with emphasis on conduction band and valence band-offset which determines the proper construction of the nBn type devices. The barrier must prevent the flow of the electron current from the cap region to the absorber while simultaneously ensure the flow and collection of thermally and optically generated holes from the absorber to the cap region. It was shown that proper p-type doping of the barrier reduce the valence band-offset and increase the offset in the conduction band leading to the optimal detector architecture.Theoretical results were related to the experimental data of the MWIR n⁺/B/n/N⁺ photodetectors grown by MOCVD. Dark currents of the first fabricated devices are limited by undesirable iodine diffusion from cap layer to the barrier. However, the nBn architecture might be a promising solution for HgCdTe infrared detectors grown by MOCVD, mainly due to the possibility of in situ acceptor doping of the barrier.     

声光双稳态系统的周期驱动混沌

利用外周期信号对处于周期态的声光双稳态系统进行驱动,在合适的驱动强度和频率下,系统可能从周期态转换为李雅普诺夫指数意义下的混沌态.提出了这一混沌反控制方法,针对声光双稳态系统进行了计算模拟,并分析了其机理.     

声光双稳态系统混沌的周期扰动控制

声光双稳混沌系统的参量受到进行周期扰动,在一定扰动强度下,可实现对混沌的控制.通过数值模拟,证明该方法的有效性,并计算了系统随扰动强度的状态演化和李雅普诺夫指数演化,揭示了扰动强度与系统状态的关系.在此基础上的实验研究,实验证实了对声光双稳混沌系统进行参量扰动可以有效控制混沌.     

光伏型碲镉汞红外探测单元响应特性分析

对激光辐照PV型的Hg1-xCdxTe单元探测器的响应特性进行了研究,建立了材料内部光生电动势变化的数学分析模型。计算了不同光源辐照3类组分不同的Hg1-xCdxTe探测单元的输出特性,并对温度波动影响进行了分析。结果表明:在光敏面积恒定时,x值越大探测器的完全饱和电压越大,即探测器的响应度Hg0.627Cd0.373TeHg0.698Cd0.302TeHg0.819Cd0.181Te;x值越小,探测器受温度波动的影响越小。     

室温中红外HgCdTe光导探测器响应率的温度特性

为了评定基于室温中红外HgCdTe光导探测器的氟化氘激光阵列靶斑仪系统的测量不确定度,需要对HgCdTe光导探测器响应率的温度特性进行定量分析.理论分析了室温中波红外HgCdTe光导探测器响应率与温度和波长的关系,得出了在一定范围内探测器响应率可以近似表示为温度和波长变量分离函数形式的假设.采用波长为3.8μm和1.31 μm激光光源,分别测量了在-40℃～+30℃温度范围内室温中波红外HgCdTe探测器响应率变温特性,实验结果验证了在测量不确定度范围内假设的正确性.基于此结论,提出了一种高效标定HgCdTe光导探测器在氟化氘激光波长处响应率温度特性的实用方法.