Планарные оптические трехслойные волноводные структуры с потерями

• Автор: Савельев, Сергей Петрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Принятые условные обозначения и сокращения

Глава 1. Анализ трехслойного планарного оптического волновода в

структурах с потерями

1.1. Структура слоев и комплексное дисперсионное уравнение планарной трехслойной структуры на поглощающей подложке
1.2. Условия для определения границ диапазонов различного поведения комплексных нормализованных постоянных распространения, связанных с наличием точек отсечки
1.3. Аналитические выражения для толщин пленки и нормализованных постоянных распространения волн в точках отсечки и их графическое представление
1.4. Вид дисперсионных кривых для различных диапазонов изменения показателя преломления пленки

1.5. Краткие выводы

Глава 2. Интегрально-оптические фотоприемные структуры

2.1. Принципы (схемы) построения фотодетекторов, сопряженных с планарным волноводом

2.2. Фотодетекторы с резким и плавным переходами буферного слоя к области фотодетектирования на подложках из кремния. Оптико-физические параметры й характеристики образцов
2.3. Улучшение характеристик системы волновод-фотодетектор
на подложках из кремния
2.4. Основные результаты главы
Глава 3. Исследование интегрально-оптического фотодетектора на
кремниевой подложке
3.1. Экспериментальная многофункциональная установка для измерения оптико-физических параметров и характеристик планарных волноводных структур
3.2. Исследование спектральных свойств волновода с помощью встроенного в кремниевую подложку фотодетектора
3.3. Исследование спектральных свойств сопряженного с волноводом фотодетектора
3.4. Основные результаты главы
Заключение
Литература

Принятые условные обозначения и сокращения
Я-волна — волна ТМ-типа Я-волна — волна ТЕ-типа ег(шЬ-кг) _ ПрИНЯТОе представление гармонической зависимости поля от времени и координаты л, £ — комплексные пока-затель преломления и диэлектрическая проницаемость среды п, е — действительные части показателя преломления и диэлектрической проницаемости среды
А, — длина волны в свободном пространстве

ко = — модуль волнового век-

тора в свободном пространстве

у = —— — комплексная нормали-к0
зованная постоянная распространения ВАХ — вольт-амперная характеристика 003 — область объемного заряда ФД — фотодиод ФЛГ — фотолитографический процесс ФП — фотоприемник ФПУ — фотоприемное устройство
ФЧП — фоточувствительная площадка ФЧЭ — фоточувствительный элемент и-о — интегрально-оптический

Глава 2. Интегрально-оптические фотоприемные структуры
2.1. Принципы (схемы) построения фотодетекторов, сопряженных с планарным волноводом.
При изготовлении фотодетекторов используются свойства полупроводниковых переходов разделять сгенерированные светом носители заряда, препятствуя их рекомбинации. В результате во внешней цепи будет протекать фототок. Полупроводники чувствительны к свету с энергией кванта большей, чем ширина запрещенной зоны, если они не легировав ны, или к свету с энергией кванта большей, чем энергия уровней примесных атомов, дефектов или ловушек [30]. Запрещенная зона может быть смещена путем диффузии легирующих веществ или примесей, ионной бомбардировкой или приложением поля (эффект Франца—Келдыша).
В таблице 2.1 приведены примеры конкретных реализаций схем интегрально-оптических фотодетекторов.
При выборе схемы конкретной реализации интегрально-оптического фотодетектора большое значение имеют параметры самого фотодиода и условия сопряжения его с интегрально-оптической схемой. Например, в схеме 7 таблицы 2.1 свет входит в диод в направлении перпендикулярном плоскости перехода. Такая геометрия участка сопряжения не обладает многими преимуществами схем, где свет поглощается при распростране-