用不同波长的脉冲激光触发GaAs光电导开关的输出特性研究

摘要

GaAs光电导开关与传统开关相比,具有开关速度度快、时间抖动小、触发无晃动、寄生电感电容小、高重复频率、结构简单等特点,特别是耐高压及大功率容量等优点使其在超高速电子学领域中具有广‘泛的应用前景。GaAs、InP等III-V族化合物材料制成的半导体光电导开关中存在的非线性模式(亦称载流子倍增模式),使光电导开关在功率脉冲中的应用更为有效、广泛、方便、灵活。本文用三种不同波长的脉冲激光触发GaAs光导开关,对其输出特性进行了分析,具体开展以下工作:
　　(1)结合固体物理与半导体物理相关理论,通过实验分析了在355 nm、532 nm、1064 nm三种不同波长的脉冲触发下,光电导开关线性输出的特性。表明不同波长触发的情况下,当外加偏置电压增大时,光生载流予的动能、输出的电脉冲峰值也随之增大;解释了用波长大于砷化镓材料吸收限的激光触发光导开关时,输出波形脉宽展宽的物理机理:研究了三种波长触发下传输效率的变化规律。
　　(2)分析了用355 nm、532 nm、1064 nm三种不同的波长在非线性模式触发下,光电导开关的输出特性,计算得到GaAs光导开关由线性模式进入到锁定模式的电场闽值为3.80 kV/cm,分析了355 nm所需的闽值电场比532 nm低的原因,指出光能闽值的要求实质|二是对光注入载流子浓度的要求。
　　(3)最后分析了不同偏置电压下非线性波形延迟的物理机理,发现延迟时间与电子净积累有关。在满足非线性电压阈值的条件F,开关两端电压越低,电。f的累积过程越幔,到达雪崩的时问就变长,延迟时间也就越长。

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1 绪论

1.1光电导开关的发展现状

1.2光电导开关的研究现状

1.3光电导开关的应用前景

1.4 本文主要研究内容

1.5 本章小结

2光电导开关材料特性和导通机理

2.1 半绝缘GaAs性质

2.2 GaAs光电导开关工作原理

2.3 GaAs光电导开关两种工作模式

2.4 本章小结

3 三种不同波长的激光脉冲触发光电导开关线性实验研究

3.1 三种不同波长的激光脉冲触发光电导开关线性实验设计

3.2三种不同波长的激光脉冲触发光电导开关线性实验结果

3.3三种不同波长的激光脉冲触发光电导开关线性实验分析

3.4 本章小结

4 三种不同波长的激光脉冲触发光电导开关非线性实验研究

4.1 三种不同波长的激光脉冲触发光电导开关非线性实验设计

4.2三种不同波长的激光脉冲触发光电导开关非线性实验结果

4.3三种不同波长的激光脉冲触发光电导开关非线性实验分析

4.6本章小结

5 全文小结

5.1 本文研究工作总结

5.2 未来工作展望

致谢

参考文献

附录