《雷射誘導載流子信號處理光柵研究》是依託電子科技大學,由高椿明擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雷射誘導載流子信號處理光柵研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高椿明
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現代通信與電子對抗正在不斷向數位化接收機和信號處理系統提出嚴峻的技術挑戰。基於光信號處理的聲光接收機雖然具有實時、並行處理信號的能力，但其頻寬受器件工藝限制仍難以滿足需求。受聲光布拉格器件的聲控光原理的啟發，本項目提出一種光控光的過剩光載流子光柵技術，在保留聲光器件優點的同時，克服其工藝困難，突破時間頻寬積的瓶頸，實現全光信號處理。主要開展（1）載流子靜態衍射光柵、（2）行波衍射光柵、（3）信號譜分析及相關運算等方面的理論與實驗研究；重點攻克（1）載流子致折射率改變的光柵形成微觀機理、（2）如何使載流子密度波（拋物型擴散場）呈現出行波（雙曲型波動場）特性、（3）如何克服載流子擴散和複合過程帶來的信號空間展開畸變等關鍵科學問題。基於載流子光柵的全光信號處理技術不僅有望超越和取代傳統聲光布拉格器件在軍用雷達中的關鍵作用，同時其易於集成的特點也保證了在民用領域的廣闊發展前景。
結題摘要
受聲光布拉格器件的聲控光原理的啟發，本項目提出一種光控光的過剩光載流子光柵技術，在保留聲光器件優點的同時，克服其工藝困難、突破時間頻寬積的瓶頸，目標為全光信號處理。主要開展了（1）過剩光載流子光柵的產生機理分析以及衍射效率計算，建立了穩態載流子光柵的理論模型，分析了能帶填充效應、帶隙收縮效應和自由載流子吸收效應三種物理機制決定的載流子濃度致折射率改變，利用嚴格耦合波方法數值計算了TE偏振光在布拉格衍射條件下的光載流子光柵衍射效率，找到了載流子光柵的最佳構造參數結構；（2）建立了周期性光激勵下的非線性載流子動力學理論模型，分析了雙分子輻射複合、俄歇複合等非線性載流子複合效應對載流子光柵衍射特性的影響，並找到了激勵光強同衍射效率呈線性關係的載流子注入濃度區間；（3）建立了載流子輸運參數空間分布的全光定量表征和成像方法，實現了半導體基底材料的載流子輸運參數（等效載流子壽命、擴散長度等）空間分布的定量成像，為表征載流子光柵特性以及光柵核心參數最佳化提供了表征手段；（4）完成了約束性周期離散化結構的設計和加工，通過摻雜生成的PN結周期性分布以及外加交變電場控制結構，來抑制擴散過程對載流子光柵強度的影響，並維持相應的載流子濃度空間分布、避免畸變；（5）發展了基於自由載流子吸收技術、光熱輻射技術等的半導體載流子全光定量表征手段，為電子信息和無損檢測領域的創新研究提供先進的表征手段。後續研究將聚焦在場維持系統和行波光柵的衍射瞬態特徵兩方面，努力完成外加交變約束電場的最佳參數研究和行波光柵的譜分析及相關運算。
