高速光探测器封装的优化设计

提出了一种高速光探测器封装优化设计的新方法。首先用矢量网络分析仪对封装寄生参量和探测器芯片进行准确测量，研究了探测芯片的本征参量与封装寄生参量之间的谐振现象，然后合理利用这种谐振效应对芯片的频率响应特性进行有效补偿。理论分析和实验结果都证明优化封装后器件的频率响应带宽超过了芯片的响应带宽。该方法不需要另加其它元件，而仅仅利用光电器件封装过程中必不可少的金丝所带来的寄生电感，就达到了改善器件频率响应特性的目的。

用于视网膜修复的植入系统研究

在视网膜附近植入人造芯片以恢复受损的视觉功能是视网膜修复的一个重要研究方面.本文综合讨论了目前该领域主要采用的两种方法:视网膜外植入和视网膜下植入方法,分析了各自的优缺点,并讨论了视网膜修复中的几个关键问题.

平顶响应的热光可调谐Fabry-Perot滤波器

制作了一种平顶响应的热光可调谐滤波器,通过用湿法腐蚀方法将半波长的共振腔分成具有不同光学厚度的两部分,并且使入射光照射到两部分的面积基本上相等,实现平顶响应特性.对该滤波器的输出响应进行检测,实验结果与理论模拟符合,相对透射率的极大值与极小值间的起伏度小于0.01.与实现平顶响应的其他方法相比,本滤波器器件的制作工艺简单,平顶性能优越,容易与其他有源和无源光子器件集成.还给出了制作几十μm量级的共振腔实现平顶窄带响应的热光可调谐滤波器的机理,其输出响应的起伏度小于0.02,3 dB带宽小于1 nm.

Fabrication of a SOI Based Channel-shifted Multimode Interference Coupler

A silicon-on-insulator based channel-shifted multimode interference coupler is designed and fabricated. A two dimensional beam propagation method is used to analyze the dependence of coupler′s performances on the width and length of the multimode waveguide. The device fabricated has a power shift ratio of 73 and an excess loss of about 2.2 dB. An enhancement of fabrication accuracies could further improve the coupler performances.

三维FDTD方法计算光子晶体薄板结构

利用三维时域有限差分方法计算了具有不同介电常数的光子晶体薄板结构,得到了这些结构的带隙的数值结果,并作了分析;这些结果对于设计光子晶体器件有着指导作用.

Investigation on Elastic Strain Energy in Quantum Dots

In this paper, we calculated the elastic strain and elastic strain energy inside the semiconductor quantum dots by using the finite element programming package ANSYS 6.0. The values of elastic strain and strain energy in the three shapes of quantum dots were calculated, and led to the conclusion that the pyramid island structure of quantum dots is the most stable shape in the three shapes under thermal-equilibrium condition.

（111）A InP衬底上MOCVD外延InGaAsP的表面形貌和光学特性

为了研究(111)衬底的特性以及实现等边三角形微腔激光器，利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)研究了(111)A InP衬底上InGaAsP外延层的表面形貌和光学特性。考虑到(111)A InP衬底的悬挂键密度比较低，在生长过程中有意提高了V／III比。通过扫描电子显微镜(SEM)和光荧光(PL)谱分别研究了外延层的表面形貌和光学特性。实验发现，表面形貌和光学特性随V／III比和温度的变化非常大。最佳V／IlI比和温度分别为400和625℃。

光探测器芯片的高频特性测量

为了克服用共面探针测量光探测器芯片的高频特性对电极结构的限制,提出了一种精确测量光探测器芯片的阻抗和频率响应的新方法.对于任意电极结构的探测器芯片,首先把芯片与测试夹具连接,通过一系列的校准和测量,可以得到夹具的S参数,进而利用微波理论扣除整个测试夹具的影响,得到探测器芯片的S参数,计算出光探测器的阻抗和频率响应特性.用该方法对P极和N极共面的光探测器芯片的阻抗和频率响应特性进行了测量,并与直接用微波探针测量的结果相比较,验证了该方法在50 MHz～16 GHz的频率范围内的正确性.

脊形结构LiNbO3光波导调制器的扩展点匹配法分析

将点匹配法扩展应用于脊形结构LiNbO3光波导调制器电极的准静态分析中.将调制器各区域的势函数表示为该区域中满足Laplace方程的一系列基函数的级数,匹配边界上有限个点的边界条件以确定出级数项的系数.通过势函数得到脊形结构LiNbO3光波导调制器结构中电场分布的解析表达式,利用求得的电场可以得到调制器特性阻抗及有效折射率.所得的特性阻抗和有效折射率与采用有限元法得到的结果十分吻合.这一分析方法简便快捷,精度高,能够处理电极有一定厚度的多层光波导调制器结构.

叉指电光布拉格衍射光栅分析

叉指电光布拉格衍射光栅能够用于制作集成光学器件.将点匹配法扩展应用于叉指电光布拉格衍射光栅分析,将光栅各区域的势函数表示为该区域中满足拉普拉斯方程的一系列基函数的级数,匹配边界上有限个点的边界条件以确定出级数项的系数,从而得到叉指电极电场分布的解析表达式,在此基础上得到了叉指电光布拉格衍射光栅的一些重要的光学与电学特性参量.将分析结果与测量值进行了对比,发现二者十分吻合.所提出的分析方法简便快捷,精度高,所导出的电场分布的解析表达式和分析结果对叉指电光衍射光栅的优化设计具有重要的意义.

微小孔径激光器的研制与近场测试

介绍了一种用于高密度近场存储领域的新型微小孔径激光器(VSAL).为了解决由腔面金属膜造成的激光器PN结短路的问题,在激光器中引入了窗口隔离区,不仅降低了器件制备的难度,而且也提高了器件的性能和成品率.采用聚焦离子束刻蚀技术成功地制备了输出功率为0.3mW的激光器,利用矩阵方法通过远场测量值估算了激光器的近场分布.

MBE生长的跨导为186 mS/mm的AlGaN/GaN HEMT

用分子束外延(MBE)技术研制出了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)材料,其室温迁移率为1 035 cm2/Vs、二维电子气浓度为1.0×1013 cm-2;77 K迁移率为2 653 cm2/V*s、二维电子气浓度为9.6×1012 cm-2.用此材料研制了栅长为1 μm、栅宽为80 μm、源-漏间距为4 μm的AlGaN/GaN HEMT,其室温最大非本征跨导为186 mS/mm、最大漏极饱和电流密度为925 mA/mm、特征频率为18.8 GHz.另外,还研制了具有20个栅指(总栅宽为20×80 μm＝1.6 mm)的大尺寸器件,该器件的最大漏极饱和电流为1.33 A.

1．55μm Si基光电探测器的研究进展

从材料的生长、器件结构的选择等方面对1．55μm锗光电探测器的研究进展进行了综述，对Ge量子点共振腔增强型光电探测器的应用前景进行了探讨与展望。

ne-Si:H薄膜的内应力特性研究

测试了采用PECVD生长的氢化纳米硅(nc-Si：H)薄膜的内应力。利用XRD、Raman、AFM、 HRTEM研究了nc-Si：H薄膜的微结构，用全场薄膜应力测试仪测量了nc-Si：H薄膜的内应力。结果表明：nc-Si：H薄膜的内应力与薄膜的微结构密切相关，强烈依赖于制备工艺。压应力随掺杂浓度的提高而增加；在一定功率密度范围内掺磷nc-Si：H薄膜的压应力随功率密度增加而减少，并过渡为张应力；在373-523K之间，掺硼nc-Si：H薄膜的压应力随衬底温度升高而增加；nc- Si：H薄膜的压应力随氢气对硅烷稀释比的变化而变化。

Si衬底上无坑洞3C-SiC的外延生长研究

在冷壁式不锈钢超高真空系统上，利用低压化学气相淀积（LPCVD）方法在直径为50 mm的单晶Si(100)和Si(111)晶向衬底上生长出了高取向无坑洞的晶态立方相碳化硅（3C-SiC）外延材料，利用反射高能电子衍射（RHEED）和扫描电镜（SEM）技术详细研究了Si衬底的碳化过程、碳化层的表面形貌及缺陷结构，获得了界面平整光滑、没有空洞形成的3C-SiC外延材料，并采用X- 射线衍射（XRD)、双晶X- 射线衍射（DXRD）和霍尔(Hall）测试等技术研究了外延材料的结构和电学特性。