諧振腔增強型光電探測器的特性研究.pdf

1、新一代光纖通信的發(fā)展依賴于半導(dǎo)體光電子器件方面的突破。諧振腔增強型光電探測器(Resonant Cavity Enhanced Photodiode，RCE-PD)，是一種新型垂直腔光電子器件，通過將薄的吸收層置于諧振微腔中，消除了傳統(tǒng)PIN型光電探測器的量子效率和響應(yīng)速率之間的制約關(guān)系，因而可以同時獲得高響應(yīng)速率、高量子效率和波長選擇性探測，可在無外偏壓下工作，特別適用于對波長精度要求極高的DWDM光纖通信系統(tǒng)。本文針對光纖通信中光電

2、探測器的特點及要求，對諧振腔增強型光電探測器進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和數(shù)值模擬，并對其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。
　　本文首先概述了光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展，以及波分復(fù)用系統(tǒng)中的解復(fù)用接收技術(shù)和RCE光電探測器產(chǎn)生的相關(guān)背景，并對光纖通信用RCE光電探測器的發(fā)展歷程作了詳細(xì)綜述。接著分析了RCE光電探測器的發(fā)展方向，闡述本文的研究內(nèi)容及意義，為本文的研究工作做了鋪墊。然后對RCE光電探測器的一般結(jié)構(gòu)、器件的工作原理和進(jìn)行理論分析用的光學(xué)傳輸矩陣分析方

3、法做了詳細(xì)的分析與推導(dǎo)，為后文的分析奠定了理論基礎(chǔ)。
　　其次對RCE光電探測器的材料、構(gòu)成諧振腔的DBR反射鏡的結(jié)構(gòu)、器件的整體結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了分析和研究。將現(xiàn)代光學(xué)薄膜技術(shù)中的“虛設(shè)層”理論引入RCE光電探測器的DBR反射鏡的分析與設(shè)計中，并設(shè)計出能用于光纖通信的Si基SiGe吸收層PIN型RCE光電探測器。對所設(shè)計的光電探測器的特性包括DBR反射鏡的反射率、器件的量子效率等進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真和分析，并針對諧振腔探測器的結(jié)構(gòu)特點，