高速大功率光波導探測器新結構研究.pdf

1、模擬光電探測器在微波光子領域有很多重要應用。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模型，但是由于大橫截面單模波導結構能量損耗過大，且能量很難從下波導耦合到上波導，使得該結構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探測器的特性。
　　1、提出了對稱水平方向耦合波導探測器的具體結構，并通過大量的MATLAB計算與BeamProp軟件仿真，設計出了探測器的結構參數(shù)。
　　2、根據(jù)設計的對稱水平方向耦合波導探測器的結構參數(shù)，運用有效折射率法具體分析了探測器的波

3、導模式，計算了探測器的基超模、一階超模和二階超模，根據(jù)探測器的具體結構分析探測器應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計了探測器的外延層結構，并結合探測器的具體結構通過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