双光子吸收的Franz-Keldysh效应

从实验上证实Hg_0.695Cd_0.305Te 光电二极管空间电荷区中存在双光子吸收的Franz-Keldysh效应.利用一个皮秒Nd:YAG激光器抽运的光学参量产生器和差频产生器作为激发光源，测量了入射波长为λ₀=7.92μm的脉冲激光所激发的光响应随入射光强的变化关系.脉冲光响应峰值强度随入射光强的增大呈现二次幂函数增强趋势.采用等效RC电路模型将脉冲光伏信号峰值与入射光强相关联，得到空间电荷区中强电场下单光束     

HgCdTe长波光伏探测器的表面漏电流及1/f噪声研究

在同一Hg_1-xCd_xTe晶片上(x=0217)制备了单层ZnS钝化和双层 （CdTe+ZnS）钝化的两种器件，对器件烘烤前后的暗电流和1/f噪声进行了测试，烘烤 前发现，ZnS钝化的器件在反偏较大时具有较大的表面隧道电流，而这种表面漏电流是ZnS钝 化器件具有较大1/f噪声电流的原因，通过高分辨x射线衍射中的倒易点阵技术（recipr ocal space mapping,RSM）研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响，发现单层 ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷，而这些缺陷正是ZnS钝化器件具有较大表面漏电流 和1/f噪声的原因. 经过高温烘烤后，ZnS钝化的器件暗电流和1/f噪声增加，而双 层钝化器件经过高温烘烤后性能提高. RSM的研究表明，高温烘烤后ZnS钝化的HgCdTe外延层 产生大量缺陷，这些缺陷正是单层钝化器件表面漏电流和1/f噪声电流增加的原因. 关键词： HgCdTe 光伏探测器 钝化 表面漏电流 1/f噪声 倒易点     

HgCdTe红外探测器离子注入剂量优化研究

在中波响应波段的p型Hg_0.709Cd_0.291Te(MCT)分子束外延生长薄膜上，利用材料芯片技术获得叠加注入不同硼离子剂量的系列大光敏元面积(500μm×500μm)的n-op-p结.通过测量液氮温度下不同离子注入剂量单元的电流-电压特性和对零偏微分电阻R₀分析，观测到p-n结的性能与硼离子注入剂量明显的依赖关系.在另一片薄膜材料(镉组分值为0.2743)上通过该方法获得R₀A优于现有常规数值的探测器单元. 关键词： p-n结 离子注入 碲镉汞薄膜     

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     

质子注入MBE碲镉汞n-on-p结性能研究

基于中波响应波段的分子束外延碲镉汞薄膜材料成功制备出不同质子注入剂量的大光敏元(5 00μm×500μm)的n-on-p结构的p-n结，并对相应的p-n结的电流-电压（I-V）特性进行 了研究.质子注入剂量为2×10¹⁵cm^-2时R₀A达312.5Ω ·cm²，低温热处理后达490Ω·cm². 关键词： I-V特性 碲镉汞薄膜 质子注入 p-n结     

Microstructuring of anti-reflection film for HgCdTe/Si IRFPA with femtosecond laser pulse

A systematic series of silicon (Si) wafer with microstructured anti-reflection film is prepared by femtosecond laser pulse. The dependence of the morphology and optical properties of the microstructured Si on the experimental parameters is thoroughly investigated. With the laser pulse duration of 40 fs, central wavelength of 800 nm, repetition rate of 250 kHz, laser pulse power of 300 mW, 250 μm/s scanning speed, and 2 μm of displacement between the parallel scans in the air, the quasiordered arrays of grain microstructures on the Si wafer up to 800-nm tall and 800-nm diameter at the bottom offered near-unity transmission in the mid-infrared wavelength. An anti-reflection film of approximately 3 × 3 (mm) is developed on the (211) Si substrate with the optimized parameters, Moreover, up to 30% improvement of the response performance is demonstrated.     

激光束诱导电流法提取HgCdTe光伏探测器的电子扩散长度

由于得到HgCdTe扩散长度L_p的标准测试结构会损伤p-n结单元,实验中广泛采用激光束诱导电流（LBIC）提取的等效扩散长度L来代替L_p.本文通过二维数值模拟,分析了等效扩散长度L和扩散长度L_p 的关系.二者的比例关系为L/L_p=1.1,该基本关系不受器件的关键参数如掺杂浓度、载流子寿命、载流子迁移率等的影响.最后将激光束 关键词： 碲镉汞 激光束诱导电流 扩散长度     

吸收层特性和异质结界面电荷对12.5 μm长波HgCdTe光伏探测器响应率的影响研究

研究了12.5 μm长波HgCdTe探测器的吸收层厚度和异质结界面电荷对器件光响应率的影响.分析了吸收层厚度与吸收长度、扩散长度之间的联系,获得了设计最佳吸收层厚度的经验公式.研究结果显示入射光波长超过截止波长时,响应率随吸收层厚度增加单调增加,并逐渐饱和.响应率峰值对应的波长随吸收层厚度增加,有向长波偏移的趋势.最佳吸收层厚度值随少子寿命或入射光波长的增大而增大.同时,研究了衬底、钝化层与HgCdTe材料之间异质界面电荷对光响应率的影响,发现正的界面电荷在衬底异质结界面处形成诱导pn结,对响应率影响显著 关键词： 长波HgCdTe器件 光伏型红外探测器 光响应率 少子寿命     

双光子吸收的Franz-Keldysh效应

从实验上证实Hg_0.695Cd_0.305Te 光电二极管空间电荷区中存在双光子吸收的Franz-Keldysh效应.利用一个皮秒Nd:YAG激光器抽运的光学参量产生器和差频产生器作为激发光源,测量了入射波长为λ₀=7.92μm的脉冲激光所激发的光响应随入射光强的变化关系.脉冲光响应峰值强度随入射光强的增大呈现二次幂函数增强趋势.采用等效RC电路模型将脉冲光伏信号峰值与入射光强相关联,得到空间电荷区中强电场下单光束 关键词： Franz-Keldysh效应 碲镉汞 双光子吸收 脉冲光伏信号     

共轭涡旋光干涉精密位移测量方法与系统

为实现高精度大量程精密位移测量，提出了一种基于涡旋光共轭干涉的精密位移测量方法。通过建立位移过程中涡旋光共轭干涉图样的旋转角弧度与位移之间的数学关系，实现了对旋转角弧度的精确提取，得到了高精度的精密位移测量结果。基于该原理对测量方案进行了光学系统设计与仿真，研制了实验系统并进行了实验测试。当标准位移为20 nm时，实验测量结果的误差为25 pm，相对误差为0.13%，证明了所提亚纳米级精密位移测量方案的有效性。所提系统还可通过计量干涉图样旋转圈数进行大测量范围的精密位移测量。实验结果表明，所提方案可在30μm范围内实现精密位移测量。