用光电导开关产生稳幅无晃动超快电脉冲的研究

《用光电导开关产生稳幅无晃动超快电脉冲的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要用光电导开关产生稳幅无晃动超快电脉冲的研究学科名称物理电子学作者姓名马德明作者签名导师姓名施卫教授导师签名答辩日期2005.3摘要本文在借鉴SI-GaAs光电导开关研究成果的基础上结合国家高技术研究发展计划863计划课题高电压无晃动光电导高速开关关键技术研究No863-804-2002AA842211和国家自然科学基金课题大功率超快电脉冲ps光电导开关微波源的研究No50077017针对超快精同步控制应用的实际要求采用了理论分析和实验研究相结合的方法开展了对光电导开关产生稳幅无晃动超快电脉冲的研究取得如下成果和结论1.光电导开关的超快特性主要由触发光脉冲脉宽和

2、开关芯片材料载流子复合寿命决定减小触发光脉冲脉宽可以改善输出电脉冲的上升沿而选择载流子复合寿命小的开关芯片材料可以减小输出电脉冲的下降沿通过对触发光脉冲和开关芯片材料的合理选择可以获得超快电脉冲2.实验结果还表明光电导开关输出电脉冲的脉冲宽度同时还与触发光脉冲能量和开关偏置电压有关减小触发光脉冲能量增加偏置电压可以在一定程度上减小输出电脉冲的脉冲宽度理论上对这一实验现象作了合理的解释3.光电导开关输出电压的大小在外电路一定的条件下主要由偏置电压决定同时开关芯片材料开关电极间隙宽度以及触发光脉冲能量也会对其产生一定的影响通过合理选择触发条件和优化设计开关可以获得一定

3、幅值大小的超快电脉冲4.理论和实验结果表明光电导开关工作在饱和状态下具有稳幅特性减小i西安理工大学硕士学位论文开关电极间隙宽度增大触发光脉冲能量可以获得幅值稳定不随触发能量波动而变化的超快电脉冲5.光电导开关对光信号具有ps量级的响应速度使得其触发晃动时间在ps量级理论分析认为这是由半导体芯片材料参数所决定的通过选择合适的开关芯片材料参数可以获得ps量级晃动的超快电脉冲6.利用具有全固态绝缘结构的横向型半绝缘GaAs光电导开关分别在ns﹑ps和fs超快激光脉冲触发下测试其超快特性和输出电压幅值的稳定性实验中得到了触发晃动时间无法分辨幅值变化小于1.2%的稳定超快电

4、脉冲和上升沿为83ps脉冲宽度为133ps的超快电脉冲从而为超快精同步控制应用提供了依据关键词光电导开关超快电脉冲电压幅值稳定性时间晃动本研究得到国家高技术研究发展计划863计划课题高电压无晃动光电导高速开关关键技术研究No863-804-2002AA842211和国家自然科学基金课题大功率超快电脉冲ps光电导开关微波源的研究No50077017的资助iiAbstractGENERATIONOFSTEADYANDJITTER-FREEULTRA-FASTELECTRICALPULSESWITHPHOTOCONDUCTIVESWITCHESSubject:Physi

5、calelectronicsAuthor:MaDe-mingsignature:Advisor:Prof.ShiWeisignature:Date:Mar.2005AbstractBasedontheresearchresultsofSI-GaAsphotoconductiveswitches,combinedwiththeProjectsupportedbytheNationalHighTechnologyDevelopmentProgramofChina(GrantNo.863-804-2002AA842211)andtheNationalNaturalSci

6、enceFoundationofChina(GrantNo.50077017),accordingtotheneedofswitcheswithultra-fast,accurateandsynchronouscontrol,combinedthetheoryanalysiswithexperiment,thepaperstudiesthecharacteristicsofthestabilityofpulsevoltageamplitude,jitter-timeultra-fastelectricalpulsefromphotoconductiveswitch

7、es.Themainresultsobtainedareasfollows:1.Theultra-fastcharacteristicsofphotoconductiveswitchesweremainlydeterminedbytheopticalpulsewidthandthecarrierlifetimeofthechipmaterial.Therisetimeofoutputelectricalpulsecanbeimprovedbydecreasingtheopticalpulsewidthandselectingthechipmaterialswith

8、short