[發明專利]光載流子延遲線

無效

• 申請號: 200910058916.1
• 申請日: 2009-04-13
• 公開（公告）號: CN101526646A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 高椿明;趙斌興;周鷹;楊立峰;王占平;張希仁
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02B6/28
• 分類號: G02B6/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及延遲線技術領域，具體涉及一種光載流子延遲線。

背景技術

延遲線是用于將信號延遲一段時間的元件或器件。延遲線應在通帶內有平坦的幅頻特性和一定的相移特性(或延時頻率特性)。延遲線廣泛使用在雷達、電子計算機、彩色電視系統、通信系統，以及測量儀器(如示波器)中。

延遲線可以分為三種：一是電信號延遲線，如電荷耦合器件(CCD)和電纜等；二是超聲波延遲線，如水銀延遲線、石英延遲線等；三是光信號延遲線，如光延遲線、光數字同步延遲線存儲器等。它們延時由幾毫微秒到幾十微秒，幾微秒到幾千微秒，各有所長，互為補充。其中，光延遲線廣泛用于相控陣雷達技術、電子對抗、全光信號處理以及全光通信等諸多領域。相對于常規的電延遲器件，光延遲線具有延遲時間長、時間帶寬積大、工作頻率高、損耗小、尺寸小、質量輕、不存在電磁干擾等優點。

由于不同應用場合可能需要不同的延遲時間，因此要求延遲器件能夠實現延遲時間可調。目前常用的可變光延遲線是增量可調而非連續可調，它們由多條光纖或者光波導組成，每條光路長度不同，通過級聯光開關的選路使光信號通過不同長度的光纖或波導，從而獲得不同的延遲時間。由于路徑長度是增量變化的，因此延遲時間也只能是增量而非連續變化，精度在幾十皮秒到幾百皮秒量級，這樣大大限制了光延遲線的應用范圍。

如何實現一種既有較大動態范圍，又可連續可變的光延遲，成為目前的研究熱點。

發明內容

本發明所要解決的問題是：如何提供一種光載流子延遲線，它能克服現有技術的缺陷，可實現連續可變的光延遲，通過更換光生載流子擴散系數不同的半導體材料，還可實現延時范圍不同的光延時。

本發明所提出的技術問題是這樣解決的：提供一種光載流子延遲線，器件包括激發激光器1，(光子能量大于半導體材料的禁帶寬度)、第一透鏡2、半導體材料3、檢測激光器4(光子能量小于半導體材料的禁帶寬度)、第二透鏡5和光電探測器6，其特征在于，射頻電信號S(t)調制激發激光器1，經調制的激發光經過第一透鏡2聚焦后照射在半導體材料3上，并在半導體材料3內產生濃度隨調制激發光變化的非平衡載流子，并向四周擴散，載流子濃度的變化就會引起材料折射率的變化，檢測激光器4發出檢測光經第二透鏡5聚焦后，以入射角β(β在0和全反射角之間)照射在半導體材料3內的載流子擴散范圍內的某一處，由于材料在此處的折射率隨經調制的激發光信號而發生變化，光透過率也相應的發生變化，此處折射率的變化是延遲了的調制激發光信號的反映，則檢測光經過半導體材料3的出射光載有延遲了的激發光信號的信息，將其通過光電檢測器6變換為射頻電信號V(t)，信號V(t)就是延時了的射頻電信號S(t)。

按照本發明所提供的光載流子延遲線，其特征在于，在載流子擴散范圍內連續改變檢測光的入射點來實現延時時間的連續變化，通過更換光生載流子擴散系數不同的半導體材料3實現延時范圍不同的光延時。

按照本發明所提供的光載流子延遲線，其特征在于，激發激光器1的激發光的光子能量大于所述半導體材料的禁帶寬度，檢測激光器4的檢測光的光子能量小于半導體材料的禁帶寬度。

本發明運用光生載流子引起半導體材料的折射率變化和光生載流子的擴散運動，形成了光載流子延遲線，尺寸小、質量輕、結構簡單，效率高，且能實現連續可變的光延遲。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

其中，1、激發激光器，2、第一透鏡，3、半導體材料，4、檢測激光器，5、第二透鏡，6、光電探測器，7、光聲載流子，8、光聲載流子擴散。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述：