光电科学与工程学院研究生课程《液晶光电子学》结题报告作业：指向矢仿真。 电压阈值调v(dim)即可。

半导体光电子学作业一答案.doc

半导体光电子学作业三答案.doc

基于近弹道优化的方法提出了一种高性能的单行载流子光电二极管(UTC-PD)的设计方案,用该方案制备的UTC-PD具有大的响应速度、响应度和饱和输出,且可减轻负载电压摆幅效应。设计的新光电二极管采用具有渐变掺杂的部分耗尽吸收层。在收集层底部插入p型掺杂薄电荷层,对器件内部电场进行了优化设计,让光生电子以过冲速度漂移,这样可减少电子的渡越时间,并使器件具备了高偏置电压操作能力,从而增大3 dB带宽,提升饱和性能。仿真分析表明,在8 V的高反向偏置电压条件下,有源区面积为16 μm 2的该器件可以获得超过86 GHz的3 dB带宽,响应度为0.17 A/W。

考虑雪崩击穿效应，以光伏电池元双二极管模型为基础，建立了适用于分析光伏电池部分被遮光问题的数学仿真模型，并利用户外实验验证了模型的正确性。运用此模型分析了单片空间太阳电池在反向偏压下的输出特性和串联组件在不同阴影遮挡情况下的I-V,P-V特性及输出能力。结果表明，空间太阳电池串联组件从无阴影遮挡到40%阴影遮挡，最大输出功率下降40%。串联组件输出功率随单片空间太阳电池遮挡比例的增大迅速下降；从遮挡1/5片,2/5片到整片被阴影遮挡，相应最大输出功率分别下降7.36%,25.81%与97.94%。

设计了Si 衬底上Ge 薄膜共振腔增强型光电探测器的器件结构，理论计算了上下反射镜Si/SiO2的对数、吸收区Ge薄膜的厚度、有源区面积等参数对器件的外量子效率、带宽等性能的影响。当器件上下反射镜Si/SiO2的对数分别为2 和3，Ge 薄膜的厚度为0.46 μm ，器件的台面面积小于176 μm2 时，探测器在中心波长1.55 μm 处的外量子效率达到0.64，比普通结构提高了30 倍，同时器件的带宽达到40 GHz。

摘要钽铌酸钾晶体作为一种性能优良的多功能晶体具有显著的二次电光效应在应用该晶体进行电光调制实验的过程中发现了一种基于该晶体的电控双折射效应为了对这种电控光束偏转

微波与光电子学中的电微波与光电子学中的电磁理论磁理论微波与光电子学中的电磁理论

可调色温可调光光源是实现智能照明的基础。充分利用发光二极管(LED)光源的可控性, 采用冷暖白光LED和两通道脉冲宽度调制(PWM)法, 设计研制成功了可调色温可调光动态照明光源。从人们关心的照明光源参数出发, 依据选用冷白LED光源和暖白LED光源光度色度参数, 建立了给定光度量输出时冷白LED光源控制占空比计算的模型, 探讨了基于色温目标控制参数占空比的约束条件。实验表明, 混色光源调节色温时光通量的起伏小于2.5%, 相关色温偏差在10 K以内, 调光时色温基本不变, 设计结果良好; 同时, 在分析过程中实际设计混色光源参数和选择光源的性能指标参数一致, 表明这种方法既直观又具有很好的实用性。

为解决常用经验计算公式参数复杂、产热项考虑不足等问题，采用优化的激光器热模型分析了激光器连续工作时有源区温度的变化并进行了实验验证。通过分析有源区注入载流子产热机制，建立了替代传统的热源计算公式的经验计算公式，考虑了载流子通过激光器内部渐变异质结时的势垒电阻以提高焦耳热计算精度。制作了电极尺寸为10 μm、台面尺寸为20 μm的半导体激光器件并对器件热特性进行了模拟。由于未考虑热载流子注入效应，利用传统经验公式得出的有源区热功率密度比提出的优化模型偏低，因而理论模拟的器件内部温升也偏低。对激光器出光特性进行测试，推导出不同注入电流下激光器内部有源区的温升。测量与理论分析对比表明，采用经验公式得出的结果比实际测试结果偏低，而优化的热模型解决了该问题，利用该方法得出的有源区温升与测试结果最大偏差仅为0.2 K，且温升随注入电流的变化趋势一致。