太赫兹量子级联激光器器件结构及其制作方法

    公开(公告)号:CN104538844B

    公开(公告)日:2018-10-26

    申请号:CN201510041299.X

    申请日:2015-01-27

    Inventor: 姚辰 曹俊诚

    Abstract: 本发明提出了一种太赫兹量子级联激光器器件结构及其制作方法,至少包括:脊波导结构;脊波导结构包括半绝缘GaAs衬底、GaAs缓冲层、下接触层、有源区、上接触层、导热绝缘层、上金属层及下金属层。通过在器件侧面淀积导热绝缘层并覆盖金属,提供了器件横向的散热通道,较以往侧壁未覆盖金属的THz QCL散热能力更强。采用倒装封装方法,支撑基片采用硅等热导率高的材料,比正常封装器件的半绝缘GaAs衬底散热能力提高,同时具有更大的电极面积,也利于器件散热。新结构提高了THz QCL的温度特性、能量效率,有利于器件在连续或高占空比的脉冲状态下工作;器件制作方法可由标准半导体工艺制作,适于工业量产。

    单行载流子光探测器结构及其制作方法

    公开(公告)号:CN106784132B

    公开(公告)日:2018-09-25

    申请号:CN201611059090.7

    申请日:2016-11-25

    Inventor: 姚辰 张戎 曹俊诚

    Abstract: 本发明提供一种单行载流子光探测器结构及其制作方法,利用分步腐蚀的方法,制作出收集层面积比吸收层面积小的光探测器结构,使得器件电容大大减小,在相同吸收层厚度条件下,提高了器件的RC响应带宽,进而提高了器件的总带宽;在相同收集层面积及相同吸收层厚度的条件下(RC带宽、渡越带宽相同),器件具有更大的吸收层面积,因而具有更大的响应度,可以在更高入射光功率下工作,在高速高功率应用中性能提升更为明显,适用于太赫兹信号产生、高速光通信中的光接收等领域。

    单模可调谐太赫兹量子级联激光器的器件结构及制作方法

    公开(公告)号:CN104767122B

    公开(公告)日:2018-07-31

    申请号:CN201510199013.0

    申请日:2015-04-23

    Inventor: 姚辰 曹俊诚

    Abstract: 本发明提出了种单模可调谐太赫兹量子级联激光器的器件结构及制作方法,至少包括:半绝缘GaAs衬底、GaAs缓冲层、第接触层、有源区、第二接触层、第金属层及第二金属层;有源区、第二接触层及第金属层在第接触层上形成脊型结构;脊型结构的侧面相对于端面倾斜;且脊型结构由间隙结构沿长度方向分割为第子脊型结构及第二子脊型结构。通过采用斜波导结构,可以提高器件横模选择能力,在保证器件单横模光输出前提下,器件宽度更宽,减小了出射光束远场发散角,提高了光束质量同时,通过不同大小电流注入耦合腔结构THz QCL的两段波导,改变折射率,利用Vernier效应实现了波长可调谐,波长调谐范围较以往单通过电流注入改变折射率的器件结构大。

    一种宽响应谱的太赫兹量子阱光电探测器及其制备方法

    公开(公告)号:CN105244391B

    公开(公告)日:2017-04-19

    申请号:CN201510755793.2

    申请日:2015-11-09

    CPC classification number: Y02P70/521

    Abstract: 本发明提供一种宽响应谱的太赫兹量子阱光电探测器及其制备方法,所述宽响应谱的太赫兹量子阱光电探测器包括:衬底、下电接触层、第一多量子阱层、中电接触层、第二多量子阱层以及上电接触层。本发明具有以下有益效果:本发明的太赫兹量子阱光电探测器具有非常宽的响应谱,单个器件即可有效覆盖1.5~8 THz频率范围,半高宽达2.84 THz,比现有普通太赫兹量子阱光电探测器提升约89%。本发明结构和制作方法简单,效果显著,在半导体光电器件技术领域具有广泛的应用前景。

    一种太赫兹室内通信信道的建模方法

    公开(公告)号:CN105721085A

    公开(公告)日:2016-06-29

    申请号:CN201610082710.2

    申请日:2016-02-05

    Inventor: 刘纯 王长 曹俊诚

    CPC classification number: H04B17/3912

    Abstract: 本发明提供一种太赫兹室内通信信道的建模方法,能够用来准确地预测太赫兹波室内的传播特性和功率分布,其包括步骤:设置室内建模的仿真场景及其相关参数,包括房间尺寸、室内物品摆设位置和尺寸、墙面及各物体表面材料参数、太赫兹波频率等;确定太赫兹波发射机的位置和接收机的位置等参数;根据镜像对称法则,确定各条镜面反射光线的反射点,计算反射路径总长度,得到反射功率值;在镜面反射点周围均匀放置一系列的小方块作为散射点,计算散射路径总长度,得到散射功率值;根据室内场景确认是否有直接视距路径和衍射路径,若有则计算其功率值;汇总所有功率值,得到功率分布。本发明具有广泛适用性,算法简单,易于实现,预测精准。

    一种太赫兹量子阱探测器绝对响应率的标定方法及装置

    公开(公告)号:CN103776547B

    公开(公告)日:2016-04-13

    申请号:CN201410066672.2

    申请日:2014-02-26

    CPC classification number: G01J1/4257 G01J1/08 G01J1/4228 G01J3/42 G01J2001/083

    Abstract: 本发明提供一种太赫兹量子阱探测器绝对响应率的标定方法及装置,所述装置至少包括:驱动电源、单频激光源、光学镜、太赫兹阵列探测器、太赫兹功率计、电流放大器及示波器。所述标定方法采用功率可测定的单频激光源作为标定光源,得到探测器在该激光频率处的绝对响应率参数,利用探测器的归一化光电流谱可进一步计算得到探测器在其任意可探测频率处的绝对响应率参数。本发明直接采用周期输出的单频激光源作为标定光源,采用太赫兹阵列探测器和功率计直接测量来获得被标定探测器的入射功率,极大地减小了传统标定方法中背景光、水汽吸收的影响,避免了各种谱积分的复杂计算,整个标定过程简单,引入误差小,具有广泛适用性。

    一种表面等离子体共振的太赫兹传感器

    公开(公告)号:CN104316498A

    公开(公告)日:2015-01-28

    申请号:CN201410637244.0

    申请日:2014-11-13

    Inventor: 王丰 曹俊诚

    Abstract: 本发明提供一种表面等离子体共振的太赫兹传感器,所述太赫兹传感器至少包括:重掺杂半导体薄膜,包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面;光波导耦合层,形成于所述重掺杂半导体薄膜的第一表面;传感片,形成于所述重掺杂半导体薄膜的第二表面,所述传感片置于样品通道中、与待测分子接触;太赫兹量子级联激光器,发射太赫兹光至所述光波导耦合层;太赫兹探测器,探测太赫兹光。本发明的激光器产生太赫兹激光在光波导耦合层和重掺杂半导体薄膜表面产生全反射,在界面产生消逝波,同时在重掺杂半导体薄膜和分子敏感膜之间产生表面等离子体波,通过调节入射光到共振角度可使得消逝波和表面等离子体波形成共振。该传感器可实现生物大分子在太赫兹共振频段的探测。

    半导体非线性振荡系统中非线性信号的产生与识别方法

    公开(公告)号:CN102495321B

    公开(公告)日:2014-04-16

    申请号:CN201110431424.X

    申请日:2011-12-21

    Inventor: 王长 曹俊诚

    Abstract: 本发明提供一种半导体非线性振荡系统中非线性信号的产生与识别方法,包括:提供具有负微分漂移速度效应的半导体纳米器件,将电压的直流电场作用于半导体纳米器件,使得半导体纳米器件产生电流振荡并进入周期性的自振荡状态,自振荡频率为;对半导体纳米器件再叠加作为激励的交流信号的交流电场;在稳定状态下,利用第一返回图中数据点的分布状况而识别出半导体非线性振荡系统中电流信号的运动状态;第一返回图是通过刻画电流密度Jm+1作为Jm的函数来获得的,其中Jm是系统在mTac时刻的电流密度采样值J(mTac),Tac是外加交流信号的周期,Tac=1/fac。相较于现有技术,本发明具有操作简单、识别简便且准确的优点。

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