[发明专利]判定无上反射镜谐振腔增强型光电探测器有效腔模的方法

说明书

技术领域

本发明涉及谐振腔增强型光电探测器技术领域，尤其是无上反射镜谐振腔增强型光电探测器技术领域，提供了一种判定无上反射镜谐振腔增强型光电探测器有效腔模的方法。本发明可应用于无上反射镜谐振腔增强型光电探测器的实际探测技术中。

背景技术

二十一世纪是信息高技术世纪，信息时代的特征是信息量大爆炸，信息传递非常快捷，信息处理十分迅速，其量化的标志为3T：光通信速率＞1Tbit/s；计算机速度＞1Tbit/s；光盘存储密度＞1Tbit/inch2。要实现3T，需要依赖于从上个世纪开始的本世纪将进一步得到发展的光电子技术。光子是物质存在和运动的基本形态之一，运用光子作为信息和能量的载体，将把新世纪的科学技术推向一个更加光辉灿烂的未来。光电子器件尤其是半导体光电子器件及其集成在高速率、大容量信息应用领域中发挥不可替代的关键作用，它是光信息技术发展的基础。而信息光子学的发展又对光电子器件不断提出新的要求，促使它往纵深层次更快发展。它要求材料更多样化，波长覆盖更宽，谱线更精细，器件功率更高，可列阵集成化，应用更广泛。

谐振腔增强型光子器件是一类具有开拓创新意义及有很好应用前景的新型光电器件。它们的典型结构是将有源区放置在一个用分子束外延制备出的垂直谐振腔内，利用谐振腔的高品质因子改善光电器件性能。谐振腔增强型光子器件具有易于制备二维列阵，实现集发射接收一体化以及高密度光电集成的优点，因此近年来备受关注，研究进展十分迅速，正成功迈向实用化阶段。目前谐振腔增强型器件以垂直腔表面发射激光器、谐振腔增强型表面发光二极管、光探测器和光调制器等几种器件的研究为主。谐振腔增强型光电探测器特有的波长选择性、高量子效率和高响应速度兼容的优点，成为波长选择应用中接收器件的强有力竞争者。引入谐振腔的光调制器在改善消光比、降低工作电压、减小功耗等方面体现出很大优势。

谐振腔增强型光电探测器的概念是AT&T Bell实验室的Chin等人1990年提出的，英文是Resonant-Cavity-Enhanced Photodetector(简称RCE PD)，其结构是在分布布喇格反射镜Distributed Bragg Reflector(简称DBR)构成的谐振腔中插入一薄层半导体吸收层，入射光在F-P腔的作用下来回通过吸收层，发生共振增强吸收现象。谐振腔增强型光电探测器已经成为一类非常具有实用价值的高性能光电探测器，它具有以下主要特点：

1、波长选择性好；

2、量子效率高；

3、响应速度快；

4、低功耗低噪声。

随着薄层外延生长技术不断发展，RCE探测器的研制在工艺技术方面得到保证，特别是晶格匹配材料(如III-V族半导体)制作的器件日趋成熟，已经研制成功各种类型的RCE探测器。

量子点由于其载流子在三维方向上全部受到限制，不受吸收选择定则的约束，可以吸收垂直入射光，免除了n型量子阱红外探测器所必需的45度角或者布鲁斯特角入射，或者使用光栅耦合才能吸收的限制，大大减小了工艺难度，降低了成本，在实际制作和生产中具有很大的优势。以量子点为有源区的共振增强型探测器具有以下优点：一方面，因为谐振腔对所探测辐射的共振增强作用和对其他辐射频率的抑制作用，将使探测器的信噪比得到很大的提高，能获得很高的探测灵敏度；另一方面，由于InGaAs/GaAs自组织量子点跃迁振子强度大，有源区可以做得比较薄，调制速度快。另外，由于量子点的强量子限制效应，探测器的温度依赖性低，特别适合在复杂多变的环境下使用。