脉冲功率激光技术国家重点实验室，电子工程学院，合肥 230037
以InGaAs pin管为例，研究了光电二极管在激光脉冲作用下非线性响应的内部机理特征，计算分析了二极管在强光辐照下内部空间电荷屏蔽效应对器件光电响应特性产生的影响.通过计算耗尽区的电场强度、载流子分布和电子空穴的漂移速度，发现低偏置电压或强光辐照都会使耗尽区的电场强度下降，载流子的漂移和扩散速度降低到非饱和状态，使光生载流子的复合率下降，大量载流子聚集在耗尽区内，形成了空间电荷屏蔽效应，导致二极管呈非线性响应状态.在5 V偏置电压条件下，增加皮秒激光的脉冲能量，光电二极管的光伏电压响应脉宽逐渐展宽，峰值电压呈非线性变化.
光电二极管 非线性响应 强光辐照 空间电荷屏蔽 耗尽区 Photodiode Nonlinear response High optical injection Space charge screening Depletion region
利用多载流子模型及单轴对称和光激励机理,从理论上计算了经热及电场诱导后的石英光纤的电光系数γ与D型光纤的距离d、诱导时间t和外加电压V的关系。结果表明,尽量缩短d并在适当时间内诱导,能有效提高电光系数;电光系数与外加电压近似平方根关系;γ33与γ13的比值非常接近3。理论结果与实验报道相当一致。
石英光纤 热及电场诱导 耗尽区 电光系数
详细分析了熔融石英样品经热及电场诱导后，建立二阶极化率的机理。该机理表明，二阶极化率是由样品耗尽区中偶极子的定向和三阶极化率经强静电场作用共同形成的。在一般条件下诱导，前者是主要因素；在较高电压诱导时，后者是主要因素。推导了二阶极化率的表达式，并进行了数值计算。数值结果表明，在一般情况下，χ33(2)约1pm/V,χ33(2):χ31(2)约为3。理论证明提高诱导的外加电压和选用Na和OH杂质浓度较大的石英材料能提高二阶极化率。
熔融石英 热及电场诱导 耗尽区 二阶极化率 偶极子
提出了热及电场诱导的多载流子模型,在完全耗尽近似下,得出了耗尽区厚度和电场强度的计算公式。公式表明,耗尽区厚度、耗尽区最大电场与诱导时外界电压成平方根关系,而二次谐波的转换效率与应用电压成平方关系。耗尽区的厚度为3～8 μm;耗尽区的最大场强为1～4V/nm,并位于阳极表面下1～6 μm。
热及电场诱导 载流子 耗尽区 熔融石英
