光导开关

2021-04-26 15:02:18 浏览:303

定义

光通过诱导电导率控制的电学开关。

光导开关是一种电子开关,利用材料的光导性,即光照射时电导率增加。几乎所有的情况下都采用半导体材料,其中吸收的光(光子能量大于带隙能量)产生自由载流子,对电导率有贡献。常用的材料有掺铬的砷化镓,低温生长的砷化镓,铟磷,非晶硅和蓝宝石硅薄膜。为了降低开关的恢复时间(由光激发载流子的寿命决定),通常在低温下生长材料(然后快速淬灭过程),有些掺杂或者离子轰击来产生晶体缺陷。除了恢复时间,另一个重要的参数是带隙能量,暗电阻率和电击穿电阻。

光导开关有以下不同的设计:

1、几毫米的体器件,甚至在端面包含电子接触几厘米长度,用于非常高电压时(有时大于100 KV)

2、微条型器件,间隙很小;间隙可以是直的或者互相交叉的,宽度在几微米到几十微米之间,用于低功率情况下,速度很快

3、滑动接触器件具有最高的速度,其中共面线中的两平行条间的一点被光照射到

所有的这些器件都是金属-半导体-金属(MSM)类型。

光导开关可以应用于很多用途:

  • 用于光导取样,尤其用来测试高速集成电子回路(甚至在切割基片之前,由于只有在DC或者低频信号情况下才需要电子学接触)
  • 用于产生太赫兹脉冲
  • 通过直接将DC转化成RF,产生微波或者毫米波,可以同时得到连续波和脉冲模式(例如,通过采用一个冷冻的波形发生器)
  • 用在光纤通信中作为高速光电探测器
  • 作为快速的模数转换器

参考文献

[1] F. W. Smith et al., “Picosecond GaAs-based photoconductive optoelectronic detectors”, Appl. Phys. Lett. 54 (10), 890 (1989)
[2] D. Krokel et al., “Subpicosecond electrical pulse generation using photoconductive switches with long carrier lifetimes”, Appl. Phys. Lett. 54, 1046 (1989)
[3] C. H. Lee, “Picosecond optics and microwave technology”, IEEE Trans. Microwave Theory Technol. 38 (5), 596 (1990)

参阅:光导取样、电光取样

光学器件

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