闽南师范大学物理与信息工程学院光场调控及其系统集成应用福建省高校重点实验室，福建 漳州 363000
Ge/Si雪崩光电二极管（APD）被广泛应用于近红外探测领域，但由于Ge和Si之间存在4.2%的晶格失配，故难以获得高性能的Ge/Si APD。提出在Ge/Si键合界面处引入多晶硅（poly-Si）键合中间层，弱化Ge/Si失配晶格对APD器件性能的影响。poly-Si引入后键合界面电场发生变化，导致APD内部的电场重新分布，极大地影响了器件性能。因此，重点对Ge吸收层和Si倍增层的掺杂浓度进行调控，探究了掺杂浓度对Ge/Si APD电场、复合率、载流子浓度、碰撞电离等性能的影响，最终设计出高性能键合Ge/Si APD。本工作将为低噪声、高增益Ge/Si APD的研究提供理论指导。
材料 Ge/Si雪崩光电二极管 晶格失配 poly-Si键合层 掺杂浓度
闽南师范大学物理与信息工程学院，福建 漳州 363000
由于InGaAs与Si之间存在7.7%的晶格失配，因此难以获得制备方式简单、性能良好的InGaAs/Si雪崩光电二极管（APD）。从理论上提出了一种从源头弱化InGaAs/Si晶格失配对APD性能影响的办法，即在InGaAs/Si键合界面引入一层a?Ge或poly?Ge键合层，模拟比较了InGaAs/Si APD性能随键合层厚度的变化情况。研究指出，a?Ge和poly?Ge材料作为键合层对载流子有阻挡或俘获作用，因此器件能够获得超低暗电流，且由于键合层导带势垒对载流子的阻挡作用，APD雪崩之后出现了光暗电流间隙，可以在较小暗电流情况下获得大的光电流。当a?Ge厚度为0.5 nm时，APD雪崩击穿前增益可达最大值451.3，而当poly?Ge厚度为0.5 nm时，雪崩击穿前增益仅为7.9。这种差异是由于poly?Ge键合层处价带出现了势阱，载流子浓度下降。该工作为超低噪声和高增益InGaAs/Si APD的研制提供了理论指导。
材料 雪崩光电二极管 InGaAs/Si键合 ploy‑Ge键合层 a‑Ge键合层 晶格失配 中国激光
2023, 50(14): 1403001
1 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心, 吉林 长春 130000
2 长春理工大学 机电工程学院, 吉林 长春 130000
3 吉林珩辉光电科技有限公司, 吉林 长春 130000
在机载宽温且反射镜镀膜温度较高的条件下，针对传统反射镜镶嵌件粘接工艺导致反射镜粘接失效、铟钢镶嵌件和反射镜线胀系数差异导致宽温下反射镜面型急剧下降的问题，提出了一种反射镜加工镀膜后再粘接镶嵌件的方法，并对其胶层参数进行研究。采用硅橡胶作为主粘接剂粘接反射镜与镶嵌件，利用硅橡胶固化后良好的弹性缓解支撑件热变形对反射镜面型的影响。通过多目标优化选取合适的硅橡胶粘接厚度1.1 mm，硅橡胶宽度7.2 mm，环氧胶厚度0.022 mm。仿真结果显示在重力及温度变化为−40 °C时（初始温度为20 °C），反射镜面型精度RMS值为25.91 nm，镜组模态一阶频率为242 Hz。最终面型检测RMS值为15.8 nm，结构谐振频率为213 Hz。试验结果显示，此方案使反射镜组件适用于大温差条件下工作，其结构和粘接层设计能够满足机载宽温和振动条件下的使用要求。
单摆镜 粘接层设计 有限元分析 红外搜跟系统 single pendulum mirror bonding layer design finite element analysis infrared tracking system
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
为了实现超高速的声光调制, 该文提出了一种光纤耦合声光调制器键合膜系的设计与仿真方法。利用该方法设计并制作了一款工作频率为200 MHz、10 ns光脉冲上升时间的光纤耦合声光调制器。器件采用TeO2作为声光介质, 36°Y-切LiNbO3作为压电换能器晶片, 衬底层采用高纯度Cr, 键合层为高纯度Au, 结果表明器件性能测试良好。
光纤耦合声光调制器 键合膜系 仿真 衬底层 键合层 fiber coupled acousto-optic modulator bonding membrane system simulation substrate layer bonding layer
