关键字 |
| 光电、Photoswitche共面线,MSM-Photodetector、半导体。 |
介绍 |
| 光电开关是一个组件,可以从一个非常低的值来改变其阻抗高价值在短时间内具有高的准确性和可重复性。第一光电开关是在1975年由d.h Auston[1],后者是一个中断的微带线构成。整个高阻硅衬底上执行,并持续提供直流电压。改善从一个状态转换到另一端,r . Castagne等介绍了共面波导线技术的使用而不是微带线[2]。这些最初的光电开关的主要缺点是重复频率,由于运营商的硅的寿命。为了克服这个缺点,总结操作是使用基板有一个运营商的生活时间短,如砷化镓[3]或InP [4]。研究针对微波电路和光学命令的实现在单一基质是由[5 - 7]。其他研究人员专注于使用基于低温砷化镓光电开关(LT-GaAs)[8]和最近(10 - 14)采样功能和快速采样,分别。 |
| 本文分为五个部分,第二部分解释了光电开关的工作原理。第三个是致力于光电开关的特性引入单电极MSM光电探测器线性蜡烛。光电开关性能引入新的拓扑优化的共面线与正弦和指数的蜡烛,然后收紧地面飞机的中央地带的第四节中给出。最后,结论是绘制结果的总结和引用一些可能的前景的工作。 |
二世。光电开关的功能 |
| 该设备是一个光开关控制。在最简单的形式中,photoswith由微波线路中断。当这个中断被一束光的光子能量大于半导体的带隙能量的共面线是躺(LT-GaAs吸收剂(0)8μm在我们的例子中),后者变得导电光电导(国家)。相比之下,在黑暗中,信号反映(状态),光电开关的原理如图1所示。 |
| 中断可以建模为一近似的光敏电阻与能力(Auston模型[1])图2。然后,在黑暗中,光电开关的行为本质上作为一个电容器,微波绝缘一样强信号频率很低。在光照下,光电开关的行为作为一个电阻,不依赖于频率的信号水平。其目的是提高产品的绝缘状态,减少国家的插入损失。 |
三世。描述在黑暗中单电极的光电开关与线性蜡烛 |
| 单电极的表征光电开关在黑暗中我们取得了担忧的测量微波信号的反射和透射系数,分别S11和S21 0-40 GHz的频率范围。为了实现亚微米线宽、有必要使用蜡烛逐渐适应电磁波,限制损失。共面线引入的测量进行了单电极MSM光电探测器(图3)和参数D值(中断)的距离等于0.8,1和1.3 Lμm和参数值(中断宽度)等于1和2μm。记住访问联系人设计以这样一种方式,给50欧姆的特性阻抗,雷竞技网页版与一个中心地带的88μm的宽度,和中央地带和地平面之间的距离66年μm通过参考20 GHz频率。 |
| 图4和图5显示的进化在黑暗中反射(S11)和传输(S21)系数,这些结果表明,参数L和D对反射系数非常小的影响以及绝缘时,微波测量线在黑暗中。-25年和-28年之间的绝缘变化后20 GHz无论D和L参数值,这似乎是合乎逻辑的,因为这些频率的波长是几毫米,大约三到四次中断的维度。在这种情况下,只有中断能力参与罢工的微波信号。第一次的研究验证的事实,亚微米中断几乎可以停止信号传播。然而,绝缘-28 dB,需要优化这些线为了减少现有的两端之间的耦合干扰达到一个好的价值光电开关的开/关比率(> 40 dB)。 |
IV.OPTIMIZATION的光电开关 |
答:优化通过引入正弦和指数的蜡烛的形状 |
| 优化的目标是增加绝缘在黑暗中,为此,引入的新拓扑共面线蜡烛正弦和指数提出了形状。蜡烛的作用是允许电磁场逐渐适应并降低阻抗的变化。图6和图7代表光电开关有一个正弦的拓扑指数和蜡烛的配置,分别。尺寸L和中断的d。值得注意的是,中央地带和地面之间的距离飞机在这两种情况下,保持不变。 |
| 图8显示了透射系数的演变(S21)在黑暗中,不同形式的蜡烛(直线、正弦、指数)的距离D = 1μm中断和中断宽度L = 1μm。我们注意到,获得与正弦拓扑绝缘-36分贝的范围在20 GHz,虽然指数的顺序——39 dB的配置在同一频率值。这些结果显示良好的改善而起源设备(线性)在-26分贝。这个改进可以解释为正弦的蜡烛和指数型允许更多的线性过渡阻抗比三角锥体。注意,S11(不是本文所示)所有设备无视频率值几乎相似,(接近0 dB)。 |
b .优化通过地面飞机紧中央地带 |
| 共面线的拓扑涉及加强地面飞机在中央地带如图9所示的一个指数蜡烛的配置与T的紧缩距离μm有关。 |
| 图10显示了一个拓扑透射系数的演变与蜡烛质量指数配置和收紧66 T, 2和0 5μmμm L和D等于1。结果证明伟大的存在改善绝缘质量的紧缩。绝缘值20 GHz约-59分贝达到0.5μm收紧的情况下,约20 dB的增益而没有收紧。来解释这一现象,我们可以假设群众的紧缩政策导致的电磁场,因此磁力线集中。因此,我们可以假设这强大的约束允许中断更有效地阻止微波信号。 |
诉的结论 |
| 本文描述的光电开关组成的共面线引入单电极MSM光电探测器在中央地带,。在黑暗中进化的反射和透射系数允许我们解释不同维度的影响参数对微波绝缘。光电开关的性能优化引入新的更复杂的蜡烛的形状:正弦、指数和大规模的紧缩计划围绕中心地带,使人们有可能实现高微波绝缘,-59分贝的顺序,这似乎相当足够好光电开关的开/关比率。 |
| 这个工作有很多的前景,可以实现更好的结果如果能找到不同的几何参数之间的妥协。有趣也会意识到这些组件GaInAs / alina吸收剂1.55μm,为了使用紧凑的光学来源为电信开发的应用程序。 |
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数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
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| 图6 |
图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
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引用 |
- D.H. Auston微微秒硅光电开关和控制,应用物理快报,26卷,不。3,pp.101 - 103, 1975。
- r . Castagne拉瓦尔和r .赖伐尔“Picoseconds-wavelength光电门”,电子信件,12卷,没有。17日,pp.438 - 439, 1976。
- h李,“砷化镓微微秒光电开关”,应用物理快报,30卷,不。2、84 - 86年,1977页。
- F.J. Leonberger和功率因数Moulton“高速输入光电开关”,应用物理快报,35卷,不。9日pp.712 - 714, 1979。
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