用半絕緣GaAs光電導開關產(chǎn)生超短電磁脈沖若干問題研究.pdf

1、超短電磁脈沖在超寬帶雷達，超寬帶通信，以及THz成像等方面有廣泛的應用前景。在兼顧功率和帶寬兩方面，用光電導開關結合超短脈沖激光技術產(chǎn)生超短電磁脈沖有很大優(yōu)勢。本文研究了用半絕緣GaAs光電導開關產(chǎn)生超短電磁脈沖的有關問題。 光電導開關產(chǎn)生超短電磁脈沖是將光電導開關和超短激光脈沖技術相結合的嶄新技術。其基本工作原理是利用超短激光脈沖對加有偏置電壓的半絕緣GaAs的電導率進行調(diào)制，最終在開關的輸出端產(chǎn)生ns～亞ns量級的電脈沖。作

2、者在研究中對不同間隙的開關用不同波長的激光脈沖進行了觸發(fā)實驗。論文從半導體光電子學基本理論出發(fā)，對半絕緣GaAs材料的光吸收機制進行了討論。在實驗中可以用大于半絕緣GaAs本征吸收限波長（876nm）的激光脈沖來觸發(fā)開關，這表明半絕緣GaAs開關中存在非本征吸收機制。論文從半絕緣GaAs內(nèi)部的EL2缺陷能級以及雙光子吸收角度分析了這種非本征吸收機制。在不同的觸發(fā)光能以及不同的偏置電壓下，半絕緣GaAs光電導開關可以表現(xiàn)為：線性、非線性、

3、復合工作模式。本文在實驗基礎上提出SI-GaAs光導開關復合工作模式的概念，并首次對該工作模式進行分析。實驗表明，復合工作模式是在用1064nm激光脈沖觸發(fā)開關時特有的工作模式。文章分析了EL2缺陷能級和三種工作模式的關系。利用建立的物理模型對開關輸出電脈沖的上時間，以及開關線性波形和非線性波形之間的延遲時間進行計算，結果與實驗測量數(shù)據(jù)相吻合。論文還從產(chǎn)生超短電磁脈沖的角度，對觸發(fā)光源的選擇、開關的結構形式、開關材料、電極結構形式等進行