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(lài)于光波長(cháng)的腔內光場(chǎng)強度分布，可以看出RCE器件內部光場(chǎng)強度隨位置和波長(cháng)呈現周期性變化，顯示出駐波效應的影響。
將式(11)代入式(8)，略去與波長(cháng)無(wú)關(guān)的因子，得到駐波效應與諧振腔參數的關(guān)系：

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

式中，±對應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(dòng)層厚度所示，該圖也顯示出了當有源層越來(lái)越厚時(shí)，SWE的作用也逐漸減小。

3 RCE器件的波長(cháng)選擇特性分析
對于RCE器件，在非諧振波長(cháng)位置(例如：2βL+ψ1+ψ2=(2m+1)π，m=1，2，3…)，腔內光場(chǎng)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(cháng)附近很窄的范圍內具有高量子效率，從而表現出波長(cháng)選擇特性。

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