基于电光采样技术的超高速光电导开关测试方法的研究

论文摘要

随着微电子技术和光电子技术的发展以及器件的微加工技术的不断提高,超高速电子器件及超高速光电子器件在信息领域扮演着越来越重要的角色。不过,在目前的技术条件下,还不能准确便捷地检测这些器件的性能和参数,所以,对高带宽、高灵敏度的超高速光电检测系统的要求非常迫切。在这样的背景下,本课题对基于半导体光电导开关的超高速光电检测系统进行研究和构建。通过对超高速光电导开关基本原理的分析,研究并构建电光采样系统原型以实现对其的测量,同时对系统的关键组成部分进行了分析和测试,以期发展出应用于超快器件输出性能描述的自动测试系统。本论文的主要研究内容和取得的研究成果如下:1.查阅了大量的文献资料,对目前所应用的各种超快电信号测量技术进行了分析比较。2.通过分析光电导开关的基本原理,设计超快光电导开关,包括衬底材料的选择,具体结构和加工方法的设计等;通过理论计算获得超快光电导开关的输出特性。3.利用AFM针尖诱导氧化的方法在Ti膜上进行了光电导开关的相关加工实验,并开展了相应的机理分析。4.利用ATLAS器件模拟软件模拟光电导开关,从而得到光电导开关的结构图和输出特性图。5.分析电光效应产生的机理,并由此引申出电光采样技术的原理,研究其主要评价参数;设计电光采样系统整体结构,设计光机械延迟线结构、电光采样结构、锁相检测模块;使用LabVIEW编写基于GPIB接口的仪器控制与通讯及结果显示界面。6.搭建测试电光采样系统,包括光路部分和电路部分。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的提出及其研究意义
• 1.2 超高速光电导开关的研究发展
• 1.3 超快电信号的测量方法
• 1.4 本文主要的研究工作
• 第二章 超高速光电导开关的原理、设计和理论研究
• 2.1 光电导开关的基本结构及其原理
• 2.2 光电导开关特性的影响因素分析
• 2.3 超快光电导开关的设计
• 2.4 超高速光电导开关输出特性的理论计算
• 第三章 AFM阳极氧化加工的研究
• 3.1 针尖诱导阳极氧化加工的发展现状
• 3.2 原子力显微镜针尖诱导阳极氧化加工的机理
• 3.3 基于AFM阳极氧化的加工系统
• 3.4 原子力显微镜阳极氧化加工影响因素的研究
• 3.5 原子力显微镜阳极氧化加工结果的分析
• 第四章 电光采样技术原理及系统设计
• 4.1 电光效应原理
• 4.2 电光采样技术原理
• 4.3 电光采样系统的结构设计及光路系统研究
• 4.4 采样方法的设计
• 4.5 电光采样结构设计
• 4.6 光电转换电路设计
• 4.7 锁相检测技术
• 4.8 实验设计
• 4.9 仪器通讯设计及控制界面开发
• 4.10 电光采样测试系统性能评价
• 第五章 实验与分析
• 5.1 光电导开关的设计版图
• 5.2 光电导开关的加工流程
• 5.3 光路搭建及调试
• 5.4 光电导开关的ATLAS器件模拟
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢