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InP系量子阱相位调制器的理论设计

InP系量子阱相位调制器的理论设计陈建新,邬祥生(中国科学院上海冶金研究所上海200050)摘要本文应用量子限制Stark效应理论计算了InP系量子阱中激子的波函数及激子的能量.在此基础上,计算了不同电场条件下激子能量的红移,以及吸收系数的变化.然后,根据K-K关系计算了折射率的变化,得到了一定强度外电场条件下,折射率变化与波长、组份及阱宽的关系.按照我们的计算,折射率变化可达2.54×10-2.PACC:428OK,6855,7280E1引言相位调制器在高速光通信、相千光通信、光纤陀螺等方面均有较好的应用价值.四元化合物InGaAsP的带隙波长覆盖0.9—1.6pm,而石英光纤的最小损耗波长为1.55p。,零色故波长为1.3pm,正好在此范围内.但是InP体系化合物半导体材料的电光系数较小,所以一般体材料器件的相位移效率较低.近年来,基于量子限制Stark效应发展起来的量子阶相位调制器具有高效、低耗等诸多优点,越来越受到人们的...  (本文共5页) 阅读全文>>

《国外激光》1940年50期
国外激光

量子阱光折变器件

量子阱光折变器件光折变器件可用于一系列应用,特别是图象处理,但受到折变效应速度缓慢和需要较高强度光的限制。普渡大学D.Nolte和贝尔实验室的A.Glass正努力发展克服光折变器件中某些问题的半绝缘多量子阶,并于最近对薄膜光折变器作了综述。块状材料和薄膜材料光折变材料中,电荷位移和电光效应使材料的折射率调制。在效率、灵敏度、制作容易性和速度方面,薄膜器件比体折射率材料优越。含有量子阱的薄膜在较短相互作用长度上可比体折射材料有更高效率。由于膜厚只有2~3μm,所需的偏置电压可比体折射晶体低得多:如薄膜为10V,而体折射晶体则为几百伏。据Nalte说,薄膜可在比体材料更低的光能密度下显示光折变性能,呈现光折变效应所需的光子数比体材料低2个数量级。Glass说,薄膜内写入衍射光栅所需的能量与双稳自电光效应器件差不多。二极管激光器具有驱动这种系统的合适功率和波长。薄膜器件制作可用成熟发展的半导体处理技术。多量子...  (本文共1页) 阅读全文>>

《内蒙古民族大学学报(自然科学版)》2011年03期
内蒙古民族大学学报(自然科学版)

有限深对称量子阱中电子量子比特的性质

O引言随着半导体量子阱材料的发展,量子阱器件广泛应用于各种领域〔’一4).半导体量子阱独特的物理性质,将对新一代量子功能器件的制造和量子信息学的发展产生深刻的影响,近年来,很多学者通过各种方法对半导体量子阱的性质进行了大250内蒙古民族大学学报2011年量的研究.如采用微扰法阁,变分法帅,,路径积分法[8]等.李亚利等(9j研究了无限深量子阱中强藕合极化子的基态结合能,简荣华等‘l0J研究了量子阱中弱藕合磁极化子的性质.而以上研究均局限于无限深量子阱的情况,本文通过精确求解能量本征方程研究有限深对称量子阱中电子量子比特的性质.1理论模型设电子在一维有限深对称量子阱中运动,阱宽为a,阱深为叽(V00),如图1所示.图1有限深l子阱示意图Figure 1 Sche.la廿c山agra口of the右ulte symme勿quan加m Well电子的哈密顿量为hZ矛Jl_二一:一一~-二+F几名J取山‘(l)0,V0r.!J﹄l‘一一...  (本文共5页) 阅读全文>>

《半导体光电》2010年04期
半导体光电

1053nm超辐射发光二极管量子阱的设计

0引言超辐射发光二极管(Superluminescent Diodes,SLD)是一种提供单程增益的新型光发射器件,具有输出功率高、光谱宽度宽、稳定性好、光束方向性好和相干长度短等优点[1-2]。1053nm超辐射发光二极管作为ICF中激光器系统的种子源,为系统提供放大的信号源。由于在系统后端需要用滤波片进行滤波,其通过光谱带宽仅有2nm左右,因此需要在考虑器件可靠性的前提下,极为精确地控制SLD的激射波长。而半导体光发射器件的量子阱宽和材料组分比例都会对波长峰值产生决定性的影响。本文在确定发射波长的情况下,通过应变量子阱理论,分析了器件组分与阱宽的关系,设计出了合适的量子阱结构,并通过MOCVD技术生长了相应的芯片,测试结果与理论计算值吻合。1临界厚度当两种晶格常数不同的材料生长在一起时,外延形变后的晶格常数会发生变化,形成与两种原材料界面相匹配的应变晶格。对于这种晶格失配的材料,只有当外延层厚度足够薄时,才能够保持弹性应变的...  (本文共4页) 阅读全文>>

《电源技术》2009年09期
电源技术

热退火中应变量子阱的扩散激活能的研究

基于GaAs材料的Ⅲ-Ⅴ族多结级联太阳电池不断创造出更高的转换效率,目前InGaP/Ga(In)As/Ge三结级联太阳电池光电转换效率已经接近30%,但人们在Ⅲ-Ⅴ族三结级联太阳电池的研制中遇到了难以克服的困难:这就是带隙匹配和晶格匹配间的矛盾问题。而应变量子阱的应用则为这个矛盾提出了一种新的解决途径。应变量子阱可以同时实现能带调整和异质材料的晶体生长,不仅拓宽了材料的应用范围,还提高和改善了光电子器件的性能。英国帝国理工学院的Barnham等人在1990年提出了量子阱太阳电池的设想[1],并研制出世界上第一个量子阱太阳电池[2],与相对应的无量子阱结构的电池相比,其短路电流较高,但开路电压较低。随着相关研究的发展和MOCVD技术的逐渐成熟,量子阱太阳电池的工作机理逐渐清楚,制造技术水平也得以提高,为研制高效实用的量子阱太阳电池提供了可能。快速热退火是一种常用的改良材料性能的方法[3],可以减少应变量子阱界面上的缺陷和位错,提高...  (本文共3页) 阅读全文>>

《江西通信科技》2009年03期
江西通信科技

1064nm应变量子阱的理论设计

一、引言1064nm激光是由808nm半导体激光器(LDs)泵浦Nd:YAG晶体得到,广泛用于测距、制导、干扰等军用领域。而激射波长为1064nm的InGaAs/GaAs应变量子阱LDs由于其体积小、光电转换效率高、调制方便、价格便宜等优点可以在某些方面如手持式激光测距、迫击炮发射器等,替代原有固体激光器而成为更合适的激光产品。激射波长为1064nm的InGaAs/GaAs应变量子阱LDs要求有源区InGaAs含有30%左右的In组分,高组分的In导致有源区与衬底的晶格失配可达2%~3%,极易引入位错和各种缺陷,导致器件退化,但当量子阱的厚度小于临界厚度时,晶体失配形成的应力能够由生长层的弹性形变来“承受”,就不会由过大的应力引起缺陷和位错。本论文利用有限深量子阱的处理方法对1064nm应变量子阱进行了理论设计,采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长In含量为0.35的InGaAs/GaAs应变量子阱,实验结果比较符合理...  (本文共4页) 阅读全文>>