強(qiáng)光輻照下半導(dǎo)體光電探測(cè)器的溫度場(chǎng)模擬.pdf

1、半導(dǎo)體光電探測(cè)器在科研、生產(chǎn)及其它相關(guān)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其工作性能對(duì)溫度變化非常敏感，而有些光電探測(cè)器則需要在強(qiáng)光輻照的狀態(tài)下工作，此時(shí)光熱效應(yīng)能引起明顯的溫升。因而計(jì)算半導(dǎo)體光電探測(cè)器的溫度場(chǎng)分布是了解其工作性能的一個(gè)重要手段，對(duì)于改進(jìn)器件的抗激光性能具有重要的理論價(jià)值?；谶@一背景，本文對(duì)強(qiáng)光輻照下半導(dǎo)體光電探測(cè)器的溫度場(chǎng)作了模擬計(jì)算，取得的成果如下： 首先，將一維空間的溫度場(chǎng)計(jì)算模型推廣到二維空間，建立了二維空間的溫度場(chǎng)

2、方程。在以往的工作中，對(duì)強(qiáng)光輻照下半導(dǎo)體光電探測(cè)器的溫度場(chǎng)計(jì)算，多集中在一維空間中進(jìn)行，其工作前提是假設(shè)了強(qiáng)光均勻輻照光電探測(cè)器表面，但實(shí)際上其光照并不均勻，因而建立二維空間的溫度場(chǎng)計(jì)算模型更能反映物理規(guī)律，適用性更廣泛、更普遍。本文建立的溫度場(chǎng)計(jì)算模型，可推廣到一切二維軸對(duì)稱(chēng)情形，具有普遍適用性。 其次，對(duì)于變系數(shù)二維拋物型溫度場(chǎng)方程，采用了一種既能達(dá)到無(wú)條件穩(wěn)定又能用追趕法求解的交替方向隱差分格式，較好地解決了方程的數(shù)值解問(wèn)

3、題。一般情況下，對(duì)于一維拋物型方程，隱格式絕對(duì)穩(wěn)定，用消元法求解的計(jì)算量也不大，但對(duì)高維拋物型方程，隱格式雖然絕對(duì)穩(wěn)定，但計(jì)算量增加很多；顯格式計(jì)算簡(jiǎn)單，但穩(wěn)定性條件十分苛刻。因此實(shí)際應(yīng)用中需要尋找一種既穩(wěn)定計(jì)算量又小的差分格式，而交替方向隱式方法就是滿(mǎn)足這種要求的一種差分格式。它既是一種有效的分?jǐn)?shù)步長(zhǎng)算法，又是一種計(jì)算速度快，存儲(chǔ)量小，無(wú)條件穩(wěn)定和應(yīng)用范圍廣的有限差分法。 最后，針對(duì)由差分格式導(dǎo)出的大型三對(duì)角方程組，通過(guò)編制程