一種新型諧振腔增強型光電探測器的性能分析

圖3所示為基于GaAs材料的RCE光探測器由式(11)計算得出的依賴于光波長的腔內(nèi)光場強度分布，可以看出RCE器件內(nèi)部光場強度隨位置和波長呈現(xiàn)周期性變化，顯示出駐波效應(yīng)的影響。
將式(11)代入式(8)，略去與波長無關(guān)的因子，得到駐波效應(yīng)與諧振腔參數(shù)的關(guān)系：

圖4(a)波長顯示了SWE在不同有源層厚度時對波長的依賴關(guān)系。d≈λo／4n(實線)時，SWE在0．35到1．7之間變動，這使得器件對不同波長的光響應(yīng)有劇烈的變化。當d≈λ0／2n(虛線)時，駐波效應(yīng)較為微弱，這是因為有源層覆蓋了整個的半周期。其中器件的底部反射鏡由20個周期的GaAs／AlAs DBR構(gòu)成，頂部反射鏡由本征GaAs與空氣界面充當，(L1=L2=2μm)。對于一個理想的底部反射鏡(r2=1，ψ2=0)和實頂鏡反射率(ψ1=0)，L1=L2(有源層居中)，駐波效應(yīng)可簡化為：

式中，±對應(yīng)于有源層中心位于駐波最大和最小處的情況。SWE的極端情況如圖4(b)標準化活動層厚度所示，該圖也顯示出了當有源層越來越厚時，SWE的作用也逐漸減小。

3 RCE器件的波長選擇特性分析
對于RCE器件，在非諧振波長位置(例如：2βL+ψ1+ψ2=(2m+1)π，m=1，2，3…)，腔內(nèi)光場的幅值將由于前向與后向光波相消干涉的影響而減小，因而RCE器件只在其諧振波長附近很窄的范圍內(nèi)具有高量子效率，從而表現(xiàn)出波長選擇特性。

4 結(jié)束語
這種諧振腔增強型光探測器將光學濾波器和光電探測器通過F―P微腔巧妙地集成在一起，其獨特結(jié)構(gòu)解決了普通光探測器量子效率與載流子渡越時間相互制約的問題，使其在量子效率和響應(yīng)速度方面獲得很大改進。其具有的波長選擇特性，使這種新型器件可廣泛應(yīng)用于包括光探測器、光調(diào)制器、發(fā)光二極管等多種光電器件。