Вышедшие номера
Генерация СВЧ-импульсов монолитными трехпереходными AlGaAs/GaAs p-i-n фотопреобразователями и модулями без обратного смещения
Калиновский В.С.1, Контрош Е.В.1, Толкачев И.А.1, Прудченко К.К.1, Юферев В.С.1, Иванов С.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: vitak.sopt@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 25 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 13 января 2025 г.
Принята к печати: 13 января 2025 г.
Выставление онлайн: 21 апреля 2025 г.

Продемонстрирована возможность генерации СВЧ-импульсов в фотовольтаическом режиме монолитными трехпереходными p-i-n AlGaAs/GaAs фотопреобразователями (ФП) лазерного излучения, выращенными методом молекулярно-пучковой эпитаксии. В монолитных трехпереходных p-i-n AlGaAs/GaAs ФП достигнуто существенное увеличение выходной пиковой импульсной мощности и быстродействия в субнаносекундном диапазоне по сравнению с однопереходным p-i-n ФП. При вводе из оптоволокна импульсного лазерного излучения на длине волны 850 nm с пиковой мощностью <5 W и длительностью на полувысоте амплитуды tau0.5=140 ps получены импульсы фотоответа с амплитудой Umax=2.7 V, пиковой мощностью Ppeak=21.6 dBm и длительностью tau0.5≤750 рs. Модуль из двух ФП, включенных последовательно, обеспечил на выходе импульсы с амплитудой Umax=3.4 V, мощностью Ppeak=23.7 dBm и длительностью tau0.5≤420 рs. Показано, что модуль из четырех монолитных трехпереходных ФП способен формировать биполярный СВЧ-импульс с параметрами Umax=6.4 V, Ppeak=29.1 dBm, tau0.5≤1 ns c полосой пропускания до 1.4 GHz и основной несущей частотой ~ 0.8 GHz. Проведенное численное моделирование показало достаточно хорошее соответствие между измеренными и расчетными формами импульсов фотоответа данных ФП. Ключевые слова: монолитный трехпереходный фотопреобразователь, p-i-n AlGaAs/GaAs фотопреобразователь, генерация СВЧ-импульсов, молекулярно-пучковая эпитаксия, импульсное лазерное излучение, длительность на полувысоте амплитуды, оптоволокно, пиковая мощность.
  1. Д.Ф. Зайцев, В.М. Андреев, И.А. Биленко, А.А. Березовский, П.Ю. Владиславский, Ю.Б. Гурфинкель, Л.И. Цветкова, В.С. Калиновский, Н.М. Кондратьев, В.Н. Косолобов, В.Ф. Курочкин, С.О. Слипченко, Н.В. Смирнов, Б.В. Яковлев, Радиотехника, 85 (4), 153 (2021). DOI: 10.18127/j00338486-202104-17
  2. A. Rawat, M. Saif Islam, Proc. SPIE, 12880, 128800Q (2024). DOI: 10.1117/12.3003413
  3. T. Long, Z. Xie, L. Li, L. Wang, X. Zou, H. Ji, J. Lu, B. Chen, J. Lightwave Technol., 42, 2042 (2024). DOI: 10.1109/JLT.2023.3328899
  4. D. Maes, S. Lemey, G. Roelkens, M. Zaknoune, V. Avramovic, E. Okada, P. Szriftgiser, E. Peytavit, G. Ducournau, B. Kuyken, APL Photon., 8, 016104 (2023). DOI: 10.1063/5.0119244
  5. Z. Xie, Z. Zhou, L. Li, Z. Deng, H. Ji, B. Chen, IEEE J. Sel.. Top. Quantum Electron., 28, 3801007 (2022). DOI: 10.1109/JSTQE.2021.3095470
  6. Y. Peng, K. Sun, Y. Shen, A. Beling, J. C. Campbell, Opt. Express, 28 (19), 28563 (2020). DOI: 10.1364/OE.399102
  7. Atlas User's Manual Device Simulation Software (Silvaco, 2015)
  8. V.S. Kalinovskiy, E.V. Kontrosh, G.A. Gusev, A.N. Sumarokov, G.V. Klimko, S.V. Ivanov, V.S. Yuferev, T.S. Tabarov, V.M. Andreev, J. Phys.: Conf. Ser., 993, 012029 (2018). DOI: 10.1088/1742-6596/993/1/01202
  9. I.A. Tolkachev, E.V. Kontrosh, V.S. Kalinovsky, K.K. Prudchenko, G.V. Klimko, in Proc. of 2024 Systems of signal synchronization, generating and processing in telecommunications (SYNCHROINFO) (IEEE, 2024), p. 1-4. DOI: 10.1109/SYNCHROINFO61835.2024.10617448
  10. V.S. Kalinovsky, E.V. Kontrosh, V.M. Andreev, A.V. Shamray, V.V. Lebedev, P.M. Arguzov, patent RU2789005C1 (2023)