报道了一种单片集成的1550 nm的四镜三腔谐振腔增强型(RCF)半导体光探测器。通过多腔的设计解决了传统RCE光探测器量子效率、高速响应和光谱响应线宽之间的相互制约问题；利用InP/GaAs低温缓冲层技术解决了大失配异质外延生长的问题，器件可以同时获得高速、高量子效率和窄的光谱响应线宽。制备的器件响应波长为1550 nm，峰值量子效率接近70%，其光谱线宽为0.5 nm，3 dB响应带宽大于8 GHz。

为解决谐振腔增强型(RCE)光探测器的耦合效率和响应速率的矛盾,提出了采用特殊图案透明欧姆接触的微结构及其制备工艺方案,从而使得在器件入光面积不变的情况下,欧姆接触部分的总面积显著减小,在不影响器件量子效率的前提下达到减小电容、提高响应速率的目的。在台面面积为50 μm×50 μm的情况下,获得了18 GHz的响应带宽。研制的谐振腔增强型光探测器的响应速率得到了显著的提高。

介绍了一种新型长波长InP基谐振腔增强型(RCE)光探测器。通过V(FeCl3)∶V(H2O)溶液对InGaAs牺牲层的选择性湿法腐蚀,制备出具有InP/空气隙的高反射率分布布拉格反射镜(DBR),并将该选择性湿法腐蚀技术成功地应用到长波长InP基谐振腔增强型光探测器的制备中去,从而彻底解决了InP/InGaAsP高反射率分布布拉格反射镜难以外延生长的问题。所制备出的谐振腔增强型光探测器,其台面面积为50 μm×50 μm,底部反射镜为1.5对的InP/空气隙分布布拉格反射镜,顶部反射镜靠InGaAsP与空气的界面反射来实现。测试结果表明,该谐振腔增强型光探测器在波长1.510 μm处获得了约59%的峰值量子效率,在3 V反偏压下暗电流为2 nA,3 dB响应带宽达到8 GHz。

高速长波长光探测器是高速光纤通信系统和网络的关键器件,它要求光探测器具有宽的频率响应带宽和高量子效率。常用的PIN光探测器由于量子效率和高速性能均受到吸收层厚度的牵制,使得二者相互制约,成为一对矛盾。谐振腔增强型(RCE)光探测器为这一矛盾的解决提供了有效的方案。基于谐振腔增强型光探测器的实际设计和制作模型,分析了器件吸收层中的光场分布,并将其运用于载流子的连续方程,从理论上详细地分析了器件的高速响应特性,给出了计算结果。针对研制的高速长波长谐振腔增强型光探测器,进行了理论分析和实际器件测试的结果比较,得到了比较一致的结果。

提出了一种适用于波分复用系统的具有平顶陡边响应的新型谐振腔增强型(RCE)光电探测器结构,模拟得到了量子效率从峰值下降0.5 dB的线宽1.8 nm,10 dB的线宽5.6 nm,20 dB的线宽10.4 nm,量子效率峰值99.7%,几乎没有凹陷的响应曲线.

提出了一种新的谐振腔增强型(RCE)光探测器结构，它将器件结构中的谐振腔分为三个子腔。分析表明，采用这种新结构的光探测器在保留了RCE光探测器优点的同时，还实现了器件量子效率及其光谱响应线宽之间制约关系的解耦，因而可以同时获得窄的光谱响应线宽(<1 nm)，高的量子效率(>90%)和高的响应速度。该器件可望在密集波分复用(DWDM)光通信系统中得到广泛应用。