III-V族光电探测器及其在光纤通信中的应用PDF电子书下载

第1章 光纤通信网概述 1

1.1 光纤通信网发展概述 1

1.2 光纤通信网的特点及架构 3

1.2.1 光纤通信网的特点 3

1.2.2 光纤通信网的架构 4

1.3 波分复用系统 7

1.3.1 波分复用系统的基本概念及特点 7

1.3.2 波分复用系统的构成 7

1.3.3 波分复用系统的波分复用器件和应用 8

参考文献 9

第2章 半导体物理基础 10

2.1 材料类型 10

2.1.1 半导体材料 10

2.1.2 其他材料 11

2.2 材料特征 13

2.2.1 折射率 13

2.2.2 工作波长 14

2.2.3 非线性效应 15

2.2.4 偏振效应 16

2.3 半导体理论基础 17

2.3.1 能带理论 17

2.3.2 能级跃迁和辐射 19

2.3.3 粒子数反转 21

2.3.4 掺杂作用 22

2.3.5 PN结 23

参考文献 24

第3章 Ⅲ-Ⅴ族光电探测器 26

3.1 光电探测器简介 26

3.1.1 光接收机 26

3.1.2 光电探测器（光电检测器） 28

3.2 新型光电探测器的分类 30

3.2.1 单行载流子光电探测器 30

3.2.2 波导型光探测器 31

3.2.3 双吸收层型光探测器 32

3.3 光电探测器的工作特性 33

3.3.1 量子效率与响应度 33

3.3.2 响应速度 35

3.3.3 暗电流 36

3.3.4 线性响应度 36

3.3.5 噪声特性 37

参考文献 39

第4章 Ⅲ-Ⅴ族光电探测器制备工艺 40

4.1 晶体的生长和外延 40

4.1.1 晶体的生长 40

4.1.2 外延生长技术 42

4.1.3 外延层的结构和存在问题 43

4.2 薄膜淀积 44

4.2.1 热氧化 44

4.2.2 射频溅射实现金属化 45

4.3 基于光刻与刻蚀的平面加工 46

4.3.1 光学曝光技术 46

4.3.2 电子束曝光技术 48

4.3.3 刻蚀技术 49

4.3.4 模型加工技术 51

参考文献 53

第5章 基于Ⅲ-Ⅴ族光电探测器的解复用光接收器件 54

5.1 光电集成技术的发展及其在解复用光接收器件中的应用 54

5.2 波分复用系统中的光波分解复用器 58

5.2.1 TFF型解复用器 58

5.2.2 AWG型解复用器 60

5.2.3 FBG型解复用器 61

5.3 波分复用系统解复用光接收器件 62

5.3.1 波导型光探测器 63

5.3.2 基于F-P滤波腔的光探测器 65

5.3.3 谐振腔增强型光探测器 66

参考文献 67

第6章 高性能Ⅲ-Ⅴ族光电探测器 70

6.1 基于垂直楔形吸收腔的Si基长波长解复用光接收器件 71

6.1.1 器件的基本结构 71

6.1.2 理论计算与特性分析 71

6.1.3 器件的外延生长和制备 75

6.1.4 器件的测试和分析 79

6.2 基于锥形吸收腔的Si基长波长解复用光接收器件 81

6.2.1 基本结构与理论仿真 82

6.2.2 圆锥形微结构的制作工艺 87

6.2.3 器件的外延生长与制备 88

6.2.4 器件的测试和分析 88

6.3 具有平顶陡边光谱响应的Si基长波长集成解复用光探测器 90

6.3.1 具有平顶陡边响应特性的Si基长波长集成解复用光探测器的理论分析 94

6.3.2 基于BCB树脂的晶片键合技术 98

6.3.3 器件的外延生长和制备 100

6.3.4 器件的测试和分析 104

参考文献 106

第7章 高性能Ⅲ-Ⅴ族光电探测器的应用 110

7.1 接入光网络 110

7.1.1 网络特点 110

7.1.2 关键技术 111

7.1.3 实例分析 116

7.2 动态可重构光网络 122

7.2.1 网络特点 122

7.2.2 关键技术 122

7.2.3 实例分析 124

7.3 相干光网络 126

7.3.1 网络特点 126

7.3.2 关键技术 127

7.3.3 实例分析 129

参考文献 130

第8章 Ⅲ-Ⅴ族光电探测器的未来发展趋势 131

8.1 光电探测器的展望 131

8.2 新器件与新技术 132

8.2.1 单行载流子光探测器 133

8.2.2 基于微纳结构集成的Ⅲ-Ⅴ族光探测器 135

8.2.3 聚焦离子束加工技术 138

8.2.4 软光刻加工技术 139

参考文献 140