双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化

王  科; 郑婉华; 任  刚; 杜晓宇; 邢名欣; 陈良惠

doi:10.7498/aps.57.1730

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双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化

王科 , 郑婉华 , 任刚 , 杜晓宇 , 邢名欣 , 陈良惠

唯象论的经典领域

双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化

王科, 郑婉华, 任刚, 杜晓宇, 邢名欣, 陈良惠

物理学报. 2008, 57(3): 1730-1736.

doi: 10.7498/aps.57.1730.

摘要
采用三维时域有限差分算法(3D-FDTD)对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器(QWIP)的顶部光子晶体光输入耦合层结构的电磁场分布进行了仿真分析，得到了多种不同周期、占空比、深度的二维光子晶体结构耦合效率及电磁场分布.探索了一种双色探测器的光子晶体光输入耦合层结构的设计思路，使之可对中波/长波或长波双色8/12 μm同时提供较高的耦合效率.

关键词:
红外探测器 /

量子阱 /

光子晶体
作者及机构信息
王科,

郑婉华,

任刚,

杜晓宇,

邢名欣,

陈良惠

1.
中国科学院半导体研究所纳米光电子实验室,北京 100083

基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号：10634080)，国家自然科学基金(批准号: 60677046)资助的课题.
参考文献

施引文献

[1]	苏安, 高英俊. 双重势垒一维光子晶体量子阱的光传输特性研究. 物理学报, 2012, 61(23): 234208. doi: 10.7498/aps.61.234208
[2]	李良新, 胡勇华. 可用于红外探测器的自组织量子线及其带间和子带间光学跃迁. 物理学报, 2005, 54(2): 848-856. doi: 10.7498/aps.54.848
[3]	李春雷, 徐燕, 张燕翔, 叶宝生. 双量子阱中光子辅助电子自旋隧穿. 物理学报, 2013, 62(10): 107301. doi: 10.7498/aps.62.107301
[4]	李建军. 近800 nm波长张应变GaAsP/AlGaAs量子阱激光器有源区的设计. 物理学报, 2018, 67(6): 067801. doi: 10.7498/aps.67.20171816
[5]	陈文豪, 杜磊, 殷雪松, 康莉, 王芳, 陈松. PbS红外探测器低频噪声物理模型及缺陷表征研究. 物理学报, 2011, 60(10): 107202. doi: 10.7498/aps.60.107202
[6]	陈长虹, 易新建, 熊笔锋. 基于VO2薄膜非致冷红外探测器光电响应研究. 物理学报, 2001, 50(3): 450-452. doi: 10.7498/aps.50.450
[7]	黄建亮, 卫炀, 马文全, 杨涛, 陈良惠. InAs/InxGa1－xSb二类超晶格红外探测器的吸收波长与电子-空穴波函数交叠的研究. 物理学报, 2010, 59(5): 3099-3106. doi: 10.7498/aps.59.3099
[8]	梁九卿, 费宏明, 周飞, 杨毅彪. 光子晶体双量子阱的共振隧穿. 物理学报, 2011, 60(7): 074225. doi: 10.7498/aps.60.074225
[9]	许兴胜, 孙增辉, 杜伟, 鲁琳, 陈弘达, 熊志刚, 金爱子, 张道中. 半导体量子阱材料微加工光子晶体的光学特性. 物理学报, 2006, 55(3): 1248-1252. doi: 10.7498/aps.55.1248
[10]	王连卫, 陈瑜, 周梅, 陈效双, 徐靖, 曾勇, 吴砚瑞, 陆卫. 中红外波段硅基两维光子晶体的光子带隙. 物理学报, 2005, 54(1): 411-415. doi: 10.7498/aps.54.411
[11]	席丽霞, 唐先锋, 王少康, 张晓光. 基于光子晶体光纤的相位再生器的设计及优化. 物理学报, 2009, 58(9): 6243-6247. doi: 10.7498/aps.58.6243
[12]	陈鹤鸣, 孟晴. 高效光子晶体太赫兹滤波器的设计. 物理学报, 2011, 60(1): 014202. doi: 10.7498/aps.60.014202
[13]	孔延梅, 高超群, 景玉鹏, 陈大鹏. 基于光子晶体分光的气敏传感器研究. 物理学报, 2011, 60(5): 054215. doi: 10.7498/aps.60.054215
[14]	李曙光, 许兴胜, 王义全, 程丙英, 张道中, 刘晓东. 用不同密度分布的发光分子探测光子晶体的全态密度. 物理学报, 2004, 53(1): 132-136. doi: 10.7498/aps.53.132
[15]	童星, 韩奎, 沈晓鹏, 吴琼华, 周菲, 葛阳, 胡晓娟. 基于光子晶体自准直环形谐振腔的全光均分束器. 物理学报, 2011, 60(6): 064217. doi: 10.7498/aps.60.064217
[16]	刘发, 徐晨, 赵振波, 周康, 解意洋, 毛明明, 魏思民, 曹田, 沈光地. 氧化孔形状对光子晶体垂直腔面发射激光器模式的影响. 物理学报, 2012, 61(5): 054203. doi: 10.7498/aps.61.054203
[17]	赵绚, 刘晨, 马会丽, 冯帅. 基于波导间能量耦合效应的光子晶体频段选择与能量分束器. 物理学报, 2017, 66(11): 114208. doi: 10.7498/aps.66.114208
[18]	周雯, 季珂, 陈鹤鸣. 基于平行磁控的磁化等离子体光子晶体THz波调制器. 物理学报, 2017, 66(5): 054210. doi: 10.7498/aps.66.054210
[19]	左依凡, 李培丽, 栾开智, 王磊. 基于自准直效应的光子晶体异质结偏振分束器. 物理学报, 2018, 67(3): 034204. doi: 10.7498/aps.67.20171815
[20]	康永强, 高鹏, 刘红梅, 张淳民, 石云龙. 单负材料组成一维光子晶体双量子阱结构的共振模. 物理学报, 2015, 64(6): 064207. doi: 10.7498/aps.64.064207

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物理学报. 2008, 57(3): 1730-1736.

doi: 10.7498/aps.57.1730.

双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化

1. 中国科学院半导体研究所纳米光电子实验室,北京 100083

基金项目:

国家自然科学基金重点项目(批准号：10634080)，国家自然科学基金(批准号: 60677046)资助的课题.

收稿日期: 2007-03-08
修回日期: 2007-06-28
刊出日期: 2008-03-20

摘要: 采用三维时域有限差分算法(3D-FDTD)对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器(QWIP)的顶部光子晶体光输入耦合层结构的电磁场分布进行了仿真分析，得到了多种不同周期、占空比、深度的二维光子晶体结构耦合效率及电磁场分布.探索了一种双色探测器的光子晶体光输入耦合层结构的设计思路，使之可对中波/长波或长波双色8/12 μm同时提供较高的耦合效率.

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双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化

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Design and optimization of photonic crystal coupling layer for bi-color quantum well infrared photodetectors

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双色量子阱红外探测器顶部光子晶体耦合层的设计优化

English Abstract

Design and optimization of photonic crystal coupling layer for bi-color quantum well infrared photodetectors

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